如何实现智能工厂应用?

近几年来,只要是从事制造生产业务的企业,都曾听闻某大电子制造业龙头,誓言部署百万机器人大军,终至发展出可关灯生产的无人智能工厂,随著此一效应推波助澜,已迫使由来许久的“自动化”工控年代,处于即将迈向“智能化”工控年代的转折点。
总括而论,要想建立一个智能工厂情境,先决条件即是让制造流程具备智能判断的能力,而此一能量的来源,基本上来自于仪器、仪表、传感器等控制系统,这些都是不可或缺的基础构成要素。综观近几年来仪器、仪表的智能化发展,主要是以微处理器及人工智能技术为发展主轴,主要是由神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术,为仪器与仪表增添了高速、高效、多功能、高机动性、高灵活度等特质。
比方说专家控制系统(ecs),即是一种融合大量专门知识与经验的程序化系统,其透过人工智能与计算机运算技术,足以根据某领域一或多个专家所提供的知识与经验,从而进行推理判断,并模拟人类专家的决策过程,以便能解决一些原本需要专家介入的棘手难题。
至于模糊控制器(fc-fuzzycontroller),也是智能工厂相关技术当中,另一个值得瞩目的焦点。模糊控制技术具有处理不确定性、不精确性及模糊信息的实力,意即面对无法建造数学模型的被控过程,往往可适时提供有效控制,解决一些常规控制所鞭长莫及的难题,缘于此故,就工业控制领域而论,模糊控制确实逐渐获得广泛采用。
当然,iot蕴含了感测、传输及应用等三个层次,因此想要实现智能工厂应用,除了建构智能感测机能外,另外也须留意两个重要趋势,一是“控制系统的网络化”,另一则是“工业通信的无线化”。首先在于控制系统网络化部分,不可讳言,伴随工厂制造流程所连结的嵌入式设备愈来愈多,以致于最佳的因应之道,就成为透过云端架构来部署控制系统,但值得注意的是,肇因于影像与语音等挟带较大资料量的讯号不断增加,对于传输效率、网络带宽的要求,在在都是严苛考验,只因生产流程容错空间甚小,任何经由网络传递的封包信息,实不容许丝毫闪失,在此情况下,哪里些资料理应优先传送(譬如设备故障讯息),哪里些资料可容后传送(譬如电子邮件),势必都得取决控制系统的智能判断能力。
有关工业通信无线化,亦是近几年来智能工厂领域之中的热门话题,其之所以备受关注与讨论,乃在于无线技术在部署的便利性上,明显较过往有线技术占有优势,然值得一提的,不管是蓝牙、wi-fi、gps、lte或wimax等无线通信标准,无论在于可靠性、确定性、实时性甚或兼容性等方面,其实都还有进步的空间,因此综观现今以智能功能为诉求的仪器、仪表或其它自动化设备,在内嵌无线传输功能之余,仍无法全然切断其与有线网络技术的脐带。
事实上,一些开始导入智能感测技术的制造业者,已明显感受到前所未见的好处。智能感测透过布建于生产线前端的传感器,得以精准掌握其所生产的每一项产品,从而精准估算各项产品的真实成本,终至反映到订价策略,在成本与利润之间找到最佳平衡点,也带动了营运绩效的上扬。


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