COM模块结合载板实现工业4.0智能机器自动化
肇因全球竞争加剧、产品生命周期缩短、小批量混线生产需求骤增等缘由,促使各国亟欲实践工业4.0,首要之务便是将传统机器人与机台升级为智能设备;堪可作为机器人或机台控制器「心脏」的模块化电脑,则为智能化升级提供最短路径。
伴随工业4.0话题延烧,使智动化、智能工厂跃居热门议题,欲实现这些课题,便需要倚赖智能机械(IM)与智能机器人(IR)作为发展基础;因此对机台或机器手臂厂商而言,如何让原本不具智能的设备,尽速加入运算、量测、运动控制与机器视觉等能量而变身为IM、IR,实为重大挑战。
综观许多机械设备或机器人大厂,以往自行开发控制器主机板,随着科技进步,CPU时代加速演进,加上基于工业4.0需融入更多功能项目,迫使厂商必须频繁更改主板设计,并耗时接受认证,影响Time-to-Market的速度;这些厂商为摆脱困境,开始评估采用嵌入式模块化电脑(Computer-On-Modules;COM),仅需换置COM CPU模块,即可达到设备升级需求,无需重新设计整个主板,同时大幅提升产品开发速度。
COM模块提升开发效率 但亦衍生诸多挑战
采用「载板+COM」模式,灵活性固然大增,但依旧存在考验。首先COM模块非完整单板电脑,而是犹如一颗心脏,需将功能信号连结到载板,藉以发挥各种应用控制功能;但如果产业应用设备出现失效,厂商为了排除障碍,往往直觉反应追溯故障根源,但症结点可能在载板、COM模块或其他周边卡,查找难度不低,因此若无专业技术团队辅助,无法在短时间内抽丝剥茧找出根本原因。
此外Intel处理器时代迭有更替,厂商都期盼COM模块的供应商,能亦步亦趋完全支持其产品升级需求;惜因多数COM模块供应商无力做到「代代跟」,导致供需双方步调不一,出现需求缺口,甚至COM模块供应商即便支持某些新款处理器,但送样速度仍旧迟缓,难以迎合客户期待。
更重要的,有志发展IM或IR的业者,专案型态往往趋向多样化,经常涉及韧体(Firmware)修改、BIOS定制化等复杂需求,亦须支持Windows、Linux或RTOS等多种作业平台,故需采用特定开发套件,以便将COM模块信号顺利连接到载板上。但现今不少供应商采用外包模式,无计划培养专业软件工程师,将诸多工作托付第三方业者,以致不具备独力解决问题的能力,也无法立即解决各种专案的技术问题。
技术团队迅速到位 协助排除设备失效因子
某国际性的机械手臂大厂,从早期自行设计主机板,直到后来开始引进COM模块,一路走来的历程,曾面临前述难题。凌华(ADLINK)更积极思考如何运用自身优势条件,提供适当的COM模块方案,协助解决客户的痛点。
首先,一旦客户通报设备故障,无论事故发生地点为何,凌华技术支持团队都会迅速赶赴现场,与客户齐力分析故障源头,即使最终确认与COM模块无关,亦提出专业建议,协助客户排除障碍。
技术研发方面,凌华斥资建立信号量测实验室,针对所有电脑输出与输入信号的波形执行量测,以确认其COM模块的设计与制造完全符合规范,另在产品设计阶段,亦启动完整的生产性导向设计(DFM)验证机制,种种努力,在于确保产品兼容性与可靠度殆无疑虑,同时更领先业界提供宽温产品,满足客户各种严苛需求。
设计/制造一条鞭 完整掌握问题解决能力
另值得一提的,综观凌华COM产品从无到有的整段历程,除PCB洗板外,举凡设计、制造皆亲自操刀,故有能力呼应客户之于Firmware修改、BIOS定制等各类需求,且广泛支持Windows、Linux、VxWorks或QNX等作业平台,甚至进一步提供驱动程序、开发板支持套件(BSP)及各类界面转换套件,以利客户加速解决疑难杂症。
凌华为「英特尔物联网解决方案联盟」全球仅五家的优选会员(Premier Member)之一,得以掌握快速送样优势,送样时程平均早于同业逾2个月,也是少数针对Intel处理器可以做到「代代跟」的业者,所以不论客户产品发展需搭配任何时代的处理器,凌华皆可提供紧密支持。
总括而论,随着工业4.0浪潮如火如荼延烧,带动IM与IR市场需求直线窜升,促使智能机械或机器人厂商,与凌华COM模块团队建立夥伴关系,彼此通力合作,加速催生各项智动化应用,朝向更智能化工业4.0目标稳步迈进。