市面上的物聯網公司百百種,廠區需要監測的項目也百百種,各種項目都可以藉由安裝感測器執行監測。但是你以為廠區設備安裝了物聯網,就能夠開始監測?你有沒有遇過,搜集了龐大的數據,實際上卻不知道該怎麼處理的情況。或是需要管理人員在自行進行第二次的換算數據、整理統計?這種形式的物聯網大多都是安裝上感測器再透過傳輸,直接上拋至雲端或是主機,技術成本也較低。
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固德的工業物聯網
與市面上一般物聯網不同的是,能夠藉由蒐集數據轉換為使用者需要的資訊,將使用者實際想看的呈現出來。例如:當使用者搜集擷取了溫度數值,除了想為溫度設定門檻外,另一部分,其實想看到的是溫度上升或下降的速度,也就是溫差。或是當使用者搜集擷取了壓力數值,其實需要的可能只是升、降壓速率。這些需要透過邊緣運算將物理量轉為實際需要監測的項目,我們稱它為邊緣物聯網 (EDGE IIoT)。
邊緣物聯網 (EDGE IIoT) 除了搜集物理量外,還包含各式邊緣設備訊號與數據,例如:振動、速度、加速度等。相較於一般物聯網,其運算加工要複雜許多,並不單單只是對接訊號、過濾數據而已。邊緣物聯網將巨量的數據加工運算簡化,再經由特殊演算法結合AI、機器學習等技術,轉換後變成使用者真正想看到且看得懂的結果,並可以藉由此結果設定門檻閥值,進一步優化設備或產線。
此外,根據演算法複雜方式,還分為韌體級邊緣運算和系統級邊緣運算。
韌體級邊緣運算
韌體級邊緣運算是藉由系統軟體搭配晶片換算數據的能力,晶片例如:MCU、DSP、FPGA等,其系統將蒐集到的邊緣數據,轉換為實際需要監測的項目。
例如:晶圓廠區製程技術每個步驟都相當複雜且精密,晶圓片價值高,又大又輕薄,設備小小的動作異常或是手臂放置位置偏移,可能就會造成廢品或刮片,損失極大。為預防晶圓片位置偏移,於是購入了三軸位移感測器,但蒐集到的數據又需要使用者自行換算實在麻煩。
固德能將擷取後的位移訊號轉換成傾斜角度,並以可視圖像化的方式,紅燈代表異常,綠燈代表正常,讓使用者更快了解晶片是否偏移或傾斜,介面簡單,狀態一目瞭然。
系統級邊緣運算
系統級邊緣運算是藉由系統軟體搭配IPC等邊緣設備,例如:IPC、Sever、RTOS等,其資料數據更為龐大,運算能力更為複雜。
例如:廠務端有大量的轉子馬達設備,而要評鑑轉子是否健康,都是以量測轉子運作中的振動訊號來判別。而轉子馬達設備其型態及廠牌各有不同,廠區又無法一一巡檢,需要有能統一監測管理的方法。
固德為轉子馬達設備根據不同的重要性或還境條件,設立了不同方式的解決方案。根據大量轉子無法一一巡檢的馬達轉子設備,可使用電池式無線轉子系統,只需選擇適用的ISO規範,安裝即量。系統將蒐集到的振動數據自動套用至ISO規範,並用燈號顯示優劣程度,輕鬆掌握設備狀態。
隨著AI的進化與發展,許多人也知道AI能夠為我們帶來更方便的生活、節省更多的作業時間。在這個數據即是金錢的時代,廠區導入了物聯網,搜集了大量數據,若能進一步執行AI訓練,即能為設備提高更高的效益。
設置AIoT的效益
設備實時監控和預測性維護:設備加裝IOT後,除了可以實時掌控設備的運行狀態和生產數據。透過數據累積及分析,可以實現對設備狀態的預測性維護,結合AI 提前發現潛在故障、預測損壞,提早進行修復從而減少設備停機時間。
積極提高產線的效率和品質:幫助廠區實現智能生產,通過數據分析和自動化技術優化產線。以實時數據的收集和分析,了解生產過程中的瓶頸和問題,結合 AI 優化排程調整生產計劃,提高生產效率和產品品質。
節能減碳排和設備效率提高:可以幫助廠區實現能源監控和管理,透過實時監測能源消耗情況,找出無效運轉或空轉的原因,減少能源浪費並進行優化,從而降低能源成本,結合AI提高設備使用效率、最大化節能並實現ESG淨零的目標。
產品追溯和法規要求的符合:實現產品的全生命周期追溯,從原材料到最終用戶都可以被準確追蹤,可藉此依據製作生產履歷、碳足跡履歷等等。結合 AI 有助於提高產品安全性,並及時發現和解決產品質量問題,保產品符合相關的標準和法規要求。
製造業是AIoT最廣泛應用的領域之一,運用技術於設備其預測性維護更是其中一項關鍵任務。工廠的每一個設備都可以連接到物聯網,從而實現對設備運行狀態的實時監控,識別出潛在的故障模式,提高生產效率等。隨著技術的不斷發展和普及,我們可以期待在工業領域看到更多創新的IoT和AI應用,為工業生產帶來更大的改變和進步。
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