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智能运动控制与智能工厂崛起

新汉?? 2013年04月22日 ?? 收藏0
德国以第四次工业革命为题,启动"工业4.0(Industry 4.0)"计划,提倡物与服务串连(Internet of Things and Services),旨在物对物(M2M)的运作架构下,打通产、销任督二派,讲究生产自动化、生产IT化,生产模式将由批次量产转向接单后生产,落实智慧生产(Smart Production)、绿色生产(Green Production)、都市生产(Urban Production)。

因应中国缺工、全球暖化与能源危机,制造业为提升生产力、维持竞争力,需朝向智慧生产、绿色生产与都市生产发展。时值「工业4.0 」概念崛起,从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲就智能,新汉计算机工业计算机事业部总经理林弘洲指出,工控机位居核心关键,需朝高效能、多样式、微型化三大方向演进。

智能运动控制与智能工厂崛起

所谓高效能指得是工控机需具有运算能力。机台自动化昔以取代人力为目的,首重控制功能,并有上位机统筹管理。然在「工业4.0 」架构下,机台自动化肩负的控制机制不仅亦趋复杂,还需与不同控制站协调合作,达到智能型运动控制。犹有甚者,机台自动化还需满足精密图像处理、网络通讯与其它各式应用需求,并实行分布式控制,分摊原先上位机的部份运算作业,因此工控机身为机台自动化的操盘手,自然亟需高效运算能力。

在多样式方面,工控机需支持多样式通讯协议。现场总线(Fieldbus)技术百家争鸣,工控机要能与欧美业者的伺服马达、可程序自动化控制器(PLC)等自动化系统整合,率先需要弭除设备沟通隔阂,支持PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、DeviceNet等工业通讯协议,方能满足市面上主流运动控制需求,进一步达到全面制程监测、控制,为智能工厂奠基。

图1 系统的总体框图
图1 系统的总体框图

此外,工控机另需支持以太网络,联机企业后台信息系统如制造执行系统(MES)、企业资源规划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、客户关系管理(CRM)等,打通产销任督二脉,使得销售端接单后,产线即可旋即接获通知,灵活调整资源,迅速进行生产作业,达到生产IT化,降低人工操作,催生智能工厂崛起。

自动化发展条件成熟 机械产业跻身兆元产业

在智能工厂的架构下,工控机逐渐走出大型插卡式的机台设计,朝向微型化发展。林弘洲解释,此一趋势可减少厂房用地,有助业者在于城市设厂,降低缺工对制造业造成的冲击。接单后就地生产的模式还可精实库存并撙节物流成本、降低碳足迹,再者,工控机微型化也意味着用电量的减少,符合绿能减碳的全球倡议。

以全球知名智能型手机的制程为例,从高精度的运动控制技术到自动光学检测,处处可见机台自动化的身影。此外台湾重要轻油裂解厂区亦是采用最先进PC-based之分布式控系统(DCS),使得控制人员身在远程中央控制室,即可管理厂区内大大小小数十个工厂,做出最适化产能调配,每年员工人均产值达到上千万,由次可见工厂自动化的效率与价值。上述应用即采用新汉NISE系列的微型化嵌入式无风扇工业计算机作为工控机。

过去十余年,台湾机械产业锐意发展,自动化技术足以匹敌欧、日业者,整体产值可望于2013年上探兆元。加上当前亚洲地区逐步挥别劳力密集,朝向自动化,中国自动化巿场更是商机无限。林弘洲指出,随两岸经济合作架构协议(ECFA)上路,台厂挟有零关税成本优势,前进中国更是如虎添翼。新汉工业级NISE系列无风扇工业计算机于嵌入式应用领域早已练就一身基本功,能满足工控机高效运算能力、支持多样式工业通讯协议与微型化设计需求,将成为开启机台自动化、工厂自动化市场大门的敲门砖。

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