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項目簡介

工業4.0與物聯網的風潮，讓制造業正努力地從自動化生產邁向智能化制造，雖然要落實「智慧工廠」無法一蹴而就，但底層設備資料的收集卻絕對是實踐目標的第一步。然而，對于已搭建的工廠而言，其設施布置則根據廠商在建廠之初產能規劃與生產流程所精心設計，因此對于現有工廠的導入設備連網與數據采集方案時，制造商最擔心的莫過于如何在不影響現有生產運作情況下，于有限的安裝空間內妥善且快速地布建前端數據收集之應用。

研華致力于實現物聯網創新技術與應用落地的偉大愿景，通過新一代的高性價比WISE-4000系列產品與智能圖控軟件WebAccess組成的設備監測解決方案，可協助制造廠商以精簡的硬件配置、精確的數據采集與易于建置的無線傳輸將生產線前端的所有機臺信息與后端的制造執行系統（MES）無縫整合，藉此業者不僅能實時掌握生產狀況，還可將詳細記錄的數據做整體設備使用效率（OEE）分析，進而提升工廠的生產力。

系統需求

某知名面板制造廠商，以生產多樣尺寸薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）及觸控面板為主要業務，為逐步轉型成為智慧工廠，正積極改善現有工廠的生產與管理模式，并率先將位于中國南京的廠區打造成示范點，以便日后將生產基地復制到全球各地。該廠區一直以來是以人工方式管理廠內的所有生產設備，以至于當設備出現故障時必須等待作業員通報后方安排檢修，因未能詳實記錄機臺狀況，管理者無法充分了解生產線中的設備是否處于故障、閑置或運轉狀態。為此，該面板廠決定利用設備聯網與數據采集設備來建置產線監測系統，一方面收集機臺上三色警報燈信息，并加裝計數與計時傳感器以了解設備的生產總量及運轉速度；另一方面亦可將采集資料作為改善生產排程與整體產能的依據。

南京廠區的現場環境較為復雜，既不便于長時間施工架設網絡纜線，也無法騰出太多的空間容納額外裝置。因此，新方案必須利用工廠原有的無線網絡系統將采集的現場訊號傳送至管理中心，所提供的無線裝置必須為輕巧精簡、易于安裝的產品以避免占用過多空間。此外，由于生產線輸送帶每3～5秒就有一件在制品通過，因此要求負責收集數據的無線模塊須有足夠的速度來采集信號（精確度要達到0.1秒）。在軟件方面，該面板廠則不想花費過多的人力自行開發系統，希望采購軟件為可直接使用，并能與工廠管理軟件整合的遠程監控軟件。

系統概述

研華以物聯網無線I/O模塊WISE-4050搭配圖控軟件WebAccess整合，構建出架構簡潔的產線監測解決方案。具有多通道數字輸入/輸出功能的WISE-4050負責在生產現場連接三色燈及計數和計時傳感器，并將采集到的數據以無線傳輸方式上傳至系統；而中控室的HMI/SCADA軟件WebAccess則會將傳來的前端信息以實時、動態的圖像顯示于計算機屏幕，讓管理者無需到現場即可監控產線設備狀況，完整記錄的數據與定期產生的報表還可協助用戶進行設備使用率分析。

整套新方案中，WISE-4050扮演了一款功能豐富的無線模塊角色，其附有RTC時間戳的記錄功能可精確地處理逾10,000筆的取樣數據；內置閃存可在斷網時儲存臨時數據，待網絡恢復正常后再繼續上傳，因此無需擔心數據丟失；計數器功能則對產線中的在制品進行數量統計，用戶亦可利用軟件開發計算時間差，由此獲得產線制造效率；此外，其支持多種通訊協議（包括Modbus/TCP、TCP/IP、UDP、DHCP、HTTP等）與RESTful Web API標準接口使該模塊所采集的數據輕松快捷的提供給其他軟件或系統使用；緊湊型（80 x 148 x 25 mm）設計既節省空間使其無需網線即可傳送數據，其所提供的導軌、壁掛等多種安裝方式亦讓擁擠與復雜的工廠環境均可靈活安裝。

基于瀏覽器架構的WebAccess可支持PC電腦與各種移動裝置，用戶可不受時間與地點限制進行遠程監控。而根據該面板工廠的廠房規模，研華提供了600點專業版本WebAccess使用戶能有足夠的訪問權限瀏覽生產線監測系統。此外，針對客戶端的特殊需求，研華還提供了客制化軟件服務，讓此套解決方案更符合該面板廠商廠區的需求。

專案導入

系統架構圖

生產線監測系統架構圖

結論

研華全新WISE-4000系列產品是一款集數據采集、預先處理、直接上傳等特色于一身的無線模塊，旗下多款產品能為需要快速布建智能工廠應用的用戶以精簡的硬件配置將采集來的底層信息利用無線通信功能直接上傳至云端平臺或管理系統。以本項目為例，透過多功能的WISE-4050與WebAccess的軟硬整合，研華遠程監控解決方案在支持多種標準接口下，既可向下鏈接各種裝置與傳感器，亦能向上整合廠商現有的制造管理系統，同時還可確保已收集數據的正確性并提供多樣化統計報表。研華完整的解決方案不僅讓面板廠商在極短的時間內以最經濟的投資成本與最便捷的部署方式導入生產線監測系統，未來該公司也將持續采用研華其他可實踐物聯網應用的相關產品以提升各地工廠的生產效率。