软硬兼施 制造系统无缝升级智能化

自动化要升级为智能化，整合是必要条件，透过整合，设备间的信息才能无缝流动。DIGITIMES摄

从自动化升级到智能化，制造业者将因此进一步降低营运成本、提升系统效益，就目前产业态势来看，制造业者都已有程度不一的自动化建置，要向智能化之路迈出的第一步就是整合，透过整合，设备间的信息才能无缝流动。

自动化系统的整合包括硬件与软件，硬件整合主要是串连散置各处的设备，软件整合则有两部分，一是自动化系统本身，二是与像ERP之类的企业e化系统整合。

在硬件整合方面，现在的自动化设备大致包括通讯设备、HMI、控制器、I？O模块等，这些设备目前都分别有众多厂商提供，以往导入的作法，大多是自行购单一设备，日后再视发展状况，逐一购进其他需求设备，这种且战且走的方式，对资金不多的中小企业相当适合，不过由于自动化设备的各大厂商，其产品兼容性并不高，尤其是PLC，其程序语法各不相同，因此导入企业往往受限于此，被迫必须采购同一品牌的产品，整体系统等于被单一厂商绑定。

模块化架构 兼容与弹性兼具

不过此一状况近来已有解决方案，透过自动化产品的模块化设计，企业就可以本身需求，逐步建入自己的系统。所谓的模块化架构，是将各式自动化设备的通讯界面，设计为高兼容性，各家厂牌的设备都可介接，企业就像组积木一般，把一块一块的功能设备接上去，逐步形成整体系统。

举例来说，若该企业现有的自动化设备只有HMI、控制器、I？O模块，而其目标是建立设备数据库，就可导入数据处理模块，透过HMI撷取、建立数据库，若企业希望将所有设备互连以利于管理，就再加入通讯设备，也就是说，其作法是从企业现有的单点设备做延伸，至于延伸到哪个程度，就看企业本身需求，企业可将各类自动化设备视为单一功能模块，模块之间可轻易连结，企业想要哪些功能，只要把这些功能往上加就可以。

这种方式有几个好处，首先是保障导入企业的过去投资，以往购买的自动化设备，不但可以融入新设备，还可因此提升附加价值；第二是客户可依本身状况，弹性选择目前所需的功能，不会因资金有限或业务尚未到达目标，就必须投注大笔资金建构目前仍用不到的功能；第三则是整合现有系统，过去原有的过去的自动化设备在整合方面较为欠缺，功能虽强，但彼此无法互连，这时可导入通讯模块，串连所有设备，将之紧密整合为更强大的系统。

自动化系统的整合服务，过去都由系统整合商负责，系统整合商顾名思义是沟买各厂商设备再将之整合，作法虽然弹性，不过系统间的设备要共容、互连，其程序撰写不易，因此整合需要一段时间，模块化架构的作法解决了此一问题，在弹性与兼容性两端目前都可达企业需求。

模块化架构目前在业界已有多起成功案例，如某家代工国外重型摩托车引擎的台湾厂商，原本的生产流水线已有自动化设备，但各点都单独运作，上层管理者无法掌握各点的运作信息，北尔电子就在各点设备中建入通讯模块，将各节点的运作数据统一上传至后端主控电脑，让主控电脑可以分配各点工作，并撷取其作业信息，让系统达到「集中控制、分散操作」的目标。

SCADA与MES的竞合关系

在软件方面，自动化系统的软件主要是SCADA(数据蒐集与监控系统)，SCADA在工厂自动化系统中，位处PLC与MES之间，由于自动化系统的整合需求越来越高，因此SCADA也出现往上与MES整合的趋势，多数厂商都认为SCADA的「MES」化，将会是未来不可避免的趋势。

企业在生产组织与管理的e化系统主要有3种方式，包括MRPII？ERP、SCADA？HMI以及MES。MRPII？ERP是以物料需求计划或资源计划方式来作生产管理，SCADA？HMI为监控生产管理，MES则是连结自动化设备，并且整合各采撷点的信息，来进行数据分析管理，其中SCADA因为专业程度较高，加上MES也有数据撷取功能，多数企业过去未将此列入e化规划中，而是考虑ERP与MES两种架构。

不过比较SCADA与MES两者系统，SCADA在数据撷取与监控的强大效能，终究非MES所能全面取代，而就功能取向来看，MES最主要的作用仍在于管理，在自动化平台的数据流中，SCADA是属于数据提供者，而MES是接受者，SCADA将从PLC所撷取到的数据，往上送给MES，MES再与其他信息一起汇整，分析出数据意义，提供给管理者。

不管是SCADA或MES，对企业来说都只是自动化架构的一部分，因此无从比较谁比谁重要，都是透过自动化化系统优化作业流程、合理配置与实时调度资源，达到降低制造成本、提升设备稼动率。

但这并不是说建置了SCADA或MES，所有问题就会解决，系统架构完成后，企业就必须从SCADA系统运作所产生的数据，来填补过去信息不足所产生的疏漏提升效率。导入企业对SCADA常会有一种错误的观念，以为系统一架构起来，就能解决所有问题，其实SCADA多数只是产出相关数据，企业要做的是如何利用这些数据改进以往疏失，进而建构未来愿景。

此外，SCADA不会只是企业内唯一运作的软件，即使SCADA是最初导入的架构，未来企业也会陆续有其他系统，此时系统间的相互连接问题就会浮上台面，现在全球的SCADA界面虽都为Windows based，但为各厂商广泛接受的标准界面尚未产生，尤其是SCADA不但必须面对MES连结，另一端还要与PLC连结，而PLC的网络界面又比其他e化软件更为封闭而纷杂，在面对不同的软硬件供应商时，界面的选择便相当重要。

企业比较保险的做法是选择提供开放软件界面的模块化SCADA供应商，在SCADA将MES软件界面与PLC标准软硬件界面采购项目包含进去，对界面的业务实现流程与技术实现过程做出详细的模拟与设计论证，让SCADA能够沟通制造企业的底层控制系统与计划管理系统。

以资源最佳化为目的

如果还是顾虑未来异系统之间的界面标准不一问题，企业还有另一个选择，亦即同时导入SCADA与MES，但为规避风险，可以分段实施，第一阶段先从MES部分关联度紧密的核心模块，同时配合MES的需求，实施SCADA的部分功能模块，接下来在逐步架构、连结两者功能模块。

SCADA与MES内容不同、所能解决的问题也不同，SCADA主要是以设备为主，透过数据撷取与监控，来产生各种设备数据，提供给MES，MES是重视现正发生的现场生产情况，能够实时解决现在的生产资源瓶颈问题，就目标的区隔来看，SCADA着重的是设备，MES则是制程。

MES与SCADA的架构内容与所能解决的问题都不同，没有必然的导入顺序，企业在选择时必须从当前所面临的问题思考。例如中小型代工制造业者，不但必须满足客户的稽核需要、在有限的订单金额下，为了提高利润，还必须从内部降低制造成本，并提高生产效率与品质，因此企业可以选择先选择SCADA，利用SCADA系统所产生的数据，提升设备利用率，精细管理生产现场的人、机、料，优化生产流程。

如果企业的规模庞大，在销售、财务等生产以外的资源配置吃重，营业版图不仅限于一地扩及数个国家，这时企业的建置重点就在于协调不同层面的企业资源，借此提高运作效率，此时就可藉由MES甚或ERP，来让企业的资源可以进行协调调度，如此便可利用自动化系统，达到资源最佳化的目的。