研华提出以物联网实现工厂跨系统「智动化」-数控机床市场网

研华提出以物联网实现工厂跨系统「智动化」

2016-4-28 来源：研华作者：

以物联网科技为基础的工业4.0浪潮正席卷全球制造业。为了提升竞争力，许多工厂开始针对他们的设备和系统进行调整或重整，以链接上网络，并整合成为一个以物联网为基础的智慧化生产环境，让工厂从传统「自动化」走向「智动化」，以达到最高生产效率和最佳管理。这种改造需求，为提供设备的系统商创造了庞大的新商机。「工业4.0」是指透过网络链接工厂里的生产机械、在制品及设备系统，使得这些「物」得以彼此沟通信息，并自发性地相互控制，成为智能化的系统，而延伸到整个价值链，提升整体产能和产品质量。实践工业4.0的工厂被称为「智慧工厂」(iFactory)。

在传统工厂里，当生产在线的工作站原料或零件用完时，通常透过人工检查和补充，但在智慧工厂里，机器原料一旦面临短缺，会主动发出通报，并通知运送系统进行自动化的补给。另外，智能工厂里的机器过热到达设定的警戒值时，会主动停工并自行采取应变措施进行冷却，避免造成当机，并将损失降到最低。在以物联网为基础的智能工厂中，所有的装置与系统连上网络后，所传送的数据会被转化为物联网的标准格式，以利数据的交换和运算，并在仪表板上进行呈现。工厂后台管理人员透过仪表板即可监看并掌握所有产线、机器与设备运作的状况。所有系统与「物」经过连结与整合，整座工厂变成一个大的系统。而这个智能化的自动生产系统还可与企业内部其他信息系统进行横向与纵向整合，包括制造执行系统(MES)、仓储管理系统(WMS)或企业资源计划系统(ERP)等，使得整个企业管理更加有效率。所有数据并可被传上云端进行大数据分析，萃取出有意义的企业情资，帮助管理阶层进行决策。

应用需求

多数时候，智慧工厂并非从零开始，而是从既有的工厂改造升级而来，工厂里已经存在许多既有系统和设备，这些系统和设备可能各自拥有一些自动化的功能，但控制逻辑、使用的接口和软件都不尽相同，现场总线的通讯标准也不一样，有的可能是CANOpen, 有的可能走Modbus，以及其他五花八门的工业通讯标准。因此，负责智能工厂改造的系统整合商所面临的最大挑战在于，如何将这些纷杂而相异的系统整合到一个智能化的系统中，将这些系统的数据转换为一致的格式，以便在物联网平台上进行沟通和管理。系统商同时必须设计出一套控制逻辑的流程，以协调整合所有系统进行协同运作。

系统解决方案

针对智慧工厂，研华提出的物联网网关解决方案，包括ARK-2121L数据网关和WISE-PaaS/RMM软件平台，内含完整的开发工具以及可立即就位的云端服务，帮助系统商加速系统开发。ARK-2121L是一搭载英特尔4核心Celeron○R J1900 2.0GHz系统芯片的无风扇计算机，适合应用于整合及控制需求较高的智能工厂。ARK-2121L配有研华独家的iDoor弹性I/O模块，包括工业环境最常使用的串行端口、CANBus总线、LAN网络接头、数字I/O…等等，用户可选配符合自身需求的接口模块安装在ARK-2121L上，来连接各种不同的系统。透过ARK-2121L高度弹性的I/O设计，可轻松将工厂里既存的不同设备和装置和数据网关链接而连上因特网。另外, 并透过ARK-1123H进行各种产线数据采集及设备控制。

设备连上研华ARK-2121L网关后，配备于网关的WISE-agent（研华WISE-Paas/RMM软件套件的一部分）即可将这些来自现场端、不同格式的数据转换为物联网标准的MQTT格式，再将格式一致的数据传到后台服务器和云端数据库进行处理与应用。布建于服务器及网关之WISE-Paas/RMM物联网软件平台，包含了IBM提供的Node-RED规则引擎，透过简单的点选拖放操作即可完成物联网系统的控制流程，用户可用以建立智能工厂的运作规则与逻辑，建立跨系统间的协同运作，达到提高生产效率目标。Advantech WISE-Paas/RMM软件平台同时提供一个仪表板制造器(Dashboard builder和超过100种支持RESTful软件风格的程序接口，系统开发者可用于设计并产生使用界面，并开发各种网络服务及行动应用。研华物联网网关解决方案提供的各项软硬件皆提供RESTful支持，可轻松快速地对内及对外整合新的数据和功能，并与其他系统整合。

在云端分析部分，WISE-Paas/RMM平台同时提供关联与非关联两种数据库类别，方便数据管理与应用；同时也提供微软Azure云端服务的连结，使用者可在Azure Marketplace选购并快速建立云端应用。

优点

• 透过模块化、易于编辑使用的规则逻辑引擎建立有效率的智能化控制流程

• 透过弹性化的I/O模块轻松整合各项周边硬设备

• 提供RESTful支持快速整合各项软件和既有系统平台

• 方便有效的仪表表管理和客制开发工具