現場自動化及人機介面
目前製造業已普遍使用PLC (Programmable Logic Controller)自動化控制,接收現場各式感測器資料並經由邏輯控制、時序控制、類比控制…等,對現場設備進行自動化控制,同時利用通訊網路架構結合HMI (Human Machine Interface)人機介面,達到中央即時監控及遠端控制的功用。
但工廠於24小時持續進行運作,因此即使中央控制,仍需要仰賴人員輪班盯著螢幕監視設備數值與即時控制,長時間執行重覆與規律的指令,對於人力成本及效益上較低,加上長期累計大量數據資料,人員需要花費許多時間查看報表及分析,現仍大多仰賴有經驗的工程人員依據過去經驗對數據進行判定,因此不同的工程人員可能會有不同的判定, 也可能錯過即時反應的時間。
SCADA數據採集及監視系統
SCADA(supervisory control and data acquisition)數據採集及監視系統,監控及控制所有裝置的集中式系統,主要做系統監控層級的控制,PLC控制設備而SCADA則是依據設定值控制PLC,而此設定值是可以即時或經由分析結果調整。舉例來說,一個控制系統中,PLC控制製程中氫氧化鎂的流量,而SCADA系統則是讓操作人員改變流量的目標值。SCADA系統會配合分散式資料庫系統使用,其中資料元素為Tag或是Point,該值可以是一個點位實際輸入或輸出的狀態(硬體點),也可以是一個經由各感測器數值進行邏輯運算或數學運算後的值(軟體點),因此可以經由資料庫中的資料系統分析提供自動警報通知人員。簡單來說,就是將各類信號與控制整合至電腦之圖形介面監控軟體,讓人員能更直覺化的操作與應變,提升工廠運作效率與安全性。
設備資訊整合分析
然而近來因工業4.0建立智慧工廠(Smart Factory)結合智慧整合感控系統(Cyber-Physical System, CPS)及物聯網(Internet of Things, IoT)技術。設備持續提供設備狀態、生產資訊…等大量數據及資訊並儲存至雲端,產生所謂的Internet of service服務網,經由大數據分析應用,讓人員不必經由人工判斷機台的狀況,可以透過數據歷史資訊判定機台發生的問題,同時可以應用大數據分析進行設備保養的預測及損害的防止,也可以透過分析結果自動調整生產的狀態,即時找出問題及修正以提升生產效率或降低生產成本,並結合MES (Manufacturing Execution System) 工廠製造執行系統與ERP(Enterprise Resource Planning)企業資源計畫,最終達到生產智能化、維護智能化,供應鏈管理智能化。