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案例頻道項目介紹：
當(dāng)工業(yè) 4.0的實踐與生產(chǎn)效益的提升劃上等號時，除了制造業(yè)得積極從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型為智能制造，設(shè)備制造商也必須對自家機器進行功能改造，將原本只是代替人力自動生產(chǎn)的機器升級為可提供監(jiān)控與管理的智能設(shè)備。透過導(dǎo)入傳感器與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，機器設(shè)備的相關(guān)信息即能匯集至管理平臺，讓工廠管理者能依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)做出最佳決策以優(yōu)化生產(chǎn)流程；同時設(shè)備制造商也可以遠程監(jiān)控已售出機器的狀況，進而為客戶提供更完善的預(yù)防保養(yǎng)服務(wù)。
雖然為機器設(shè)備新增監(jiān)控與管理功能的方法很多，但以需要實體接線的數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，其所付出的代價卻遠遠高于眾人的預(yù)期。因為，有線應(yīng)用的最大缺點就是要花費較高的布建成本與較多的安裝時間；再加上每家工廠的使用環(huán)境也不盡相同，有些既有的場域根本無法額外增設(shè)網(wǎng)絡(luò)線；而且業(yè)主也不太可能僅為了提升功能就讓工廠長時間的停工或調(diào)整生產(chǎn)線來配合重新布線。種種的問題都增加了讓設(shè)備升級為智能設(shè)備的復(fù)雜度。
研華的WISE無線資料采集解決方案，不僅能以方便建置與靈活擴充的特性解決上述困擾，方案還提供了斷線續(xù)傳與抗噪聲干擾的功能來強化無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，從而讓設(shè)備制造商可以在確保傳輸數(shù)據(jù)不丟包的情況下更容易也更快速地為客戶建置設(shè)備監(jiān)控和遠程管理之應(yīng)用。
系統(tǒng)需求：
位于蘇州的某設(shè)備制造商是專門為計算機、消費性電子與通訊等3C產(chǎn)品制造商提供非標自動化設(shè)備的廠商，包括華碩計算機、廣達計算機、鴻海富士康等知名的電子制造商都是其主要客戶。由于機器設(shè)備能否受到制造廠商的青睞，除了本身提供的功能之外，售后的設(shè)備保養(yǎng)與故障處理亦是贏得客戶高度滿意的重要關(guān)鍵。因此為了提供更好的維修服務(wù)、也為了順應(yīng)工業(yè)4.0的趨勢，該公司早在幾年前就已為自家機器設(shè)備新增了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)防保養(yǎng)服務(wù)。
此一設(shè)備監(jiān)控管理功能原本是利用PLC、有線的數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備和工廠內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)來完成。然而，隨著機器設(shè)備被銷往全球各地，工程人員每每遇到環(huán)境復(fù)雜與布線困難的案子就得花更多的時間進行評估規(guī)劃，較長的布線施工工期也影響了項目完成的進度，因而促使該公司決定改采無線解決方案，并率先導(dǎo)入鎖螺絲機與ATE測試機臺這兩款機器。
而為了解決有線應(yīng)用的問題，新的無線解決方案必須提供的功能包括：外觀精巧的硬件產(chǎn)品避免占用過多空間；采用目前最廣泛使用的Wi-Fi通訊技術(shù)以便能快速組建設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；針對無線網(wǎng)絡(luò)易受干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包的現(xiàn)象提供必要功能來確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性；支持標準協(xié)議讓設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能與企業(yè)現(xiàn)有的MES/ERP系統(tǒng)對接。
系統(tǒng)概述：
研華以物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)采集模塊WISE-4050與無線基地臺（AP）WISE-5121搭配嵌入式工業(yè)計算機UNO-2184G所組成的無線數(shù)據(jù)采集解決方案能大幅縮減導(dǎo)入設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)時所需的建置成本與安裝時間。其中，貼附在機器設(shè)備旁的WISE-4050是負責(zé)收集設(shè)備啟停、故障、運行時間、產(chǎn)量計數(shù)等信息；而所有數(shù)據(jù)則會經(jīng)由WISE-5121無線AP匯集至客戶工廠內(nèi)的UNO-2184G進行初步運算處理，之后再傳送至設(shè)備制造商的控制中心供其遠程監(jiān)控，并且為客戶量身打造設(shè)備維護與預(yù)防保養(yǎng)計劃。而工廠方面則能運用收集來的設(shè)備信息，以電子廣告牌實時顯示機臺的生產(chǎn)狀態(tài)，也能將資料匯入企業(yè)的MES/ERP以協(xié)助生產(chǎn)排程與物料需求之規(guī)劃。
僅手掌般大小的WISE-4050是集數(shù)據(jù)采集、處理和發(fā)布功能于一身的無線物聯(lián)網(wǎng)（IoT）模塊，其多種安裝選項（滑軌、背掛或堆棧）能讓用戶依現(xiàn)場狀況選擇最適合又不占空間的方式來安裝。透過支持IEEE 802.11 b/g/n 2.4GHz Wi-Fi標準，此款模塊可以輕松地與其他有線或無線以太網(wǎng)絡(luò)裝置整合。而為了保障無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)穩(wěn)定性，WISE-4050還內(nèi)建了閃存并提供附有RTC時間戳的記錄功能，從而能以斷線主動續(xù)傳機制確保數(shù)據(jù)正確性，有效避免數(shù)據(jù)丟包。另外，用戶可透過濾波功能來自行設(shè)定訊號過濾范圍，藉由自動濾除環(huán)境噪聲來解決數(shù)據(jù)傳輸受干擾的問題，讓無線資料收集在各種場域中都能正常運行。而支持RESTful協(xié)議則讓W(xué)ISE-4050所收集來的數(shù)據(jù)不需經(jīng)過轉(zhuǎn)換即能提供給其他軟件或系統(tǒng)使用。
WISE-5121則是一款采強固設(shè)計的工業(yè)等級微型基站，其能比一般商用的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供更穩(wěn)定與可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊，因此非常適合像工廠這類環(huán)境較為嚴苛的場域使用。而且透過加裝支持PoE供電技術(shù)的WISE-5121，使用者不僅可以輕松地延伸既有的有線網(wǎng)絡(luò)，還能省去配置電源線的麻煩，藉此加快無線網(wǎng)絡(luò)之部署。至于UNO-2184G，無風(fēng)扇、緊湊外觀、內(nèi)建英特爾高性能處理器等特色都讓這款嵌入式工業(yè)計算機可以最佳性能來滿足工廠應(yīng)用之需求。
系統(tǒng)架構(gòu)圖：
結(jié)論：
在工業(yè)4.0的時代，整個制造業(yè) - 不論是上游或下游廠商 - 都想掌握智能制造的商機，而應(yīng)變速度的快慢則決定了企業(yè)的成敗。但在導(dǎo)入智能應(yīng)用時，開發(fā)者常躊躇于到底要選擇耗時費工的有線配置、還是仍對穩(wěn)定性有疑慮的無線配置。研華WISE無線數(shù)據(jù)采集解決方案透過斷線主動續(xù)傳、自動過濾噪聲和工規(guī)等級的產(chǎn)品讓設(shè)備制造商不再糾結(jié)于硬件配置而能同時擁有易于安裝與穩(wěn)定傳輸?shù)暮锰帯Ｓ捎谀軌蚩焖俚貫榭蛻艚ㄖ迷O(shè)備監(jiān)控與遠程管理之應(yīng)用，新的智能設(shè)備在短短不到半年時間就已銷售了數(shù)十臺，也讓此項目的設(shè)備供貨商計劃為其他機器設(shè)備也導(dǎo)入研華的無線解決方案。
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