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IoT网通传感科技 引爆新一波工业应用进化

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IIoT网通环境部署要求相对较高,不仅需要有更长的使用年限、高速网络支持能力,相关网通设备也需能因应恶劣生产环境的设置条件。Intel
IIoT网通环境部署要求相对较高,不仅需要有更长的使用年限、高速网络支持能力,相关网通设备也需能因应恶劣生产环境的设置条件。Intel

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在工业自动化发展历程中,各种网通技术、传感器、连接界面、通讯协定都扮演着举足轻重的角色,而在新一代物联网概念应用在工业生产中,IoT网通应用对相关重点技术的要求变更高,也进一步带动工业智能化应用基础技术进化升级。

自动化生产线给料或加工速度快,透过IIoT网络也可同时处理设备间通讯协调,避免生产流程出现故障而导致额外料件损失。siemens

自动化生产线给料或加工速度快,透过IIoT网络也可同时处理设备间通讯协调,避免生产流程出现故障而导致额外料件损失。siemens

IIoT整合需求渐增,越来越多IC业者推出为IoT应用需求的网通模块或传感解决方案。Intel

IIoT整合需求渐增,越来越多IC业者推出为IoT应用需求的网通模块或传感解决方案。Intel

物联网IoT用于生活、交通甚至工业应用,虽有其不同的发展要求,但不变的是对于传感器、连接界面、网络通讯协定与管理应用协定等,除需要建立统一标准外,也必须透过如解决方案的单芯片整合、关键技术的成本架构优化等,建构更完善的IoT发展条件,而在工业用物联网(IIoT)方面,对于网通技术的稳定性要求更高,相关协同管理、异质网络/界面乃至通讯协定整合,因为整合稍有不慎,就会影响工业生产管理安全。

IIoT将生产信息化进阶智能化  搭配BigData应用提升企业竞争力

而在产业积极导入工业物联网后,不只可实现产业制造的信息化?智能化,也可连带将原有企业信息化向下延伸至生产端,从而推动更通透的生产现况掌控与分析,进一步导入如大数据(Big Data)分析优化企业整体的生产、管理、销售机制,建立全新的协同管理机制与智能化生产流程。

对IIoT来说,是IoT相关应用的重要技术实践领域,也具备衔接社会发展的重要需求,例如以IIoT技术方案实践的生产污水?废气传感监控、食品生产流程?原料生产履历追踪、智能交通?仓储等,不仅是IIoT的延伸,甚至可以创造产业具关键的智能网通整合价值,有别于生活应用类型的IoT,或是关注M2M的IoT方案,IIoT对于相关应用要求更严苛,也对工业应用的M2M通讯架构与对等控制等机制要求更高。

科技产业导入IoT动作快  持续优化生产弹性与效能

而在科技产业中,如硬件制造、晶圆?IC制造等,以往生产线较常使用的二维条码、条码自动扫描机制,已在生产流程导入IoT相关网通与应用方案,进而改善整体生产流程,例如导入如传感器、RFID、嵌入式自动化控制终端等,将原有较无法实时掌握生产状态的自动生产机制,逐步改良导向智能生产整合,再透过高度整合工业网通闸道衔接与处理,达到管理端可以实时获取更实时、准确的生产信息。

尤其在IIoT应用中,传感器技术与RFID应用为高度重视的IoT核心导入方案,因为在IoT应用中,系统必须获得真实世界的相关数据,才能进一步透过实时分析、汇整,利用人工智能推导最佳化的生产决策,而产线终端要让每个生产环节都能准确被追踪、纪录,就必须导入兼具低成本、体积小、易追踪多重优势的RFID无线射频标签技术方案,同时再搭配如机器视觉、各式动作传感元件辅助,取得每个加工工序的执行状态。

透过IoT追踪料件成品 确保加工?储放?运送安全

同时传感器也持续进行优化与更新,用来越多整合进阶嵌入式运算技术的传感器相继推出,藉以追踪高速产线的加工物件实时监控与纪录用途,透过嵌入式系统整合设计,也能让传感器在体积不变条件下(或更小)提供产线更进阶的传感、预先分析、与高速处理能力,同时更轻、更小、功能更强大的嵌入式系统结合多重环境传感器方案,也可将智能物件整合IoT网通技术的难度与成本大幅降低。

而在RFID应用中,无线射频识别标签可以贴附在原料、加工物件或是重要零组件上,透过对电子标签进行扫描识别,同时进行追踪与料件定位,在生产过程即可针对单一成品进行加工状态信息追踪与纪录,包含加工处理时间、料件来源、材料真伪、材料加工品质将相关信息回传到生产系统中,在销售环节随时发现终端产品异状也可有效评估回收数量与可能导致的损失,而不会完全无参照信息影响不良品的回收成本。

此外,在生产环节重要的理料、给料、加工、包装与仓储、运送等流程,有RFID无线射频识别标签,也可确保产品在交付每个工站过程不会被掉包,同时运送过程更确保产品完整性,而在仓储转手或交付时,掌握有价加工成品或半成品的去向与储存场所,进而降低生产原料或成品料件管理不彰或被盗风险。

IIoT进行大量监控分析  快速部署产线不同制造需求

而对IIoT应用来说,将自动化生产系统各个生产环节产生的大量监控、分析与传感数据,亦不宜直接汇整在生产现场终端设备,必须有效利用云端技术将生产信息传至云端或是后端服务进行数据处理分析,透过先进数据分析与整理,可用于生产加工设备的系统化自动检测程序,缩短生产设备整备耗费的时间与成本,让产线随时都能快速因应生产项目变化,快速反应生产流程与需求条件变更。

而要衔接整个从传感终端、生产现场数据汇整与串联传送到云端获后端数据系统重责,就必须仰赖传统工控网络的现场总线与各种IIoT的有线?无线网通技术支持,包含高速以太网络串联整个应用网通系统。

随着各种制程加工设备越来越智能化,网络连接要求也回对应提升,前述提到这类网通技术,最终都会透过相对稳定、高速的以太网络进行汇整实践其连结性,例如导入高速GbE以太网络,或针对相关网络导入兼具效能与功耗优化网通方案,甚至在架构整体IIoT也需要一并考量整体网通架构的安全要求,避免重要生产信息透过IIoT网通机制外流。

除了因应IIoT智能化、可追踪物件等需求外,其实工业生产系统更重视的是系统时脉的同步精密度,以高速包装产线为例,整个包装工序可能会以极高速进行产品包装程序,包装内容物可能是食品也可能是高价IT产品或零组件,此时包装工序为采极高速处理加工,若自动化产线中间有几个环节出现同步问题,就可能损及包装料件的完整性,甚至造成严重的工安问题。

透过IIoT同时处理不同制备设备的同步要求,制备设备间也可透过IIoT的M2M机制了解整个产线的设备运行状态,确保当发生不同部或某制备设备故障时,及时暂停生产流程降低故障损失。