近年来智能化成为各工业的热门议题,而智能化愿景要落实,有必要根基于自动化技能,从实践使用面调查,自动化体系有必要附加在某个技能上,促使此技能改善质量、提高效率,因而自动化技能所发生的价值,容易被看见、核算,智能化体系与之不同之处,在于智能化是藉由开创全新体系供给全新的价值,以翻开另一个全新商场,而以制造业来说,工业物联网仍归于自动化范畴,要真实到达智能化,有必要依靠之后云端平台与AI技能的导入。
视觉技能进化检测快速安稳
工业物联网的体系建置方针,聚集于制造业前端规划与后端制程体系,用以提高产线弹性,现在商场上的工业物联网作法有两种,一是设备中建置传感器,传感器可快速判别工件的类别,改动出产方法,不过一旦所需处理的工件品种变多,这需求体系复杂度也有必要同步提高,另一是将产线体系设备模块化,一旦产品或制程将产线拆开重组,即可组装成适合的出产体系。
这两种方法都会牵涉到不同体系的整合,一是视觉技能,品管是最终产品质量最终把关的环节,在机器视觉技能未臻成熟之前,曩昔一贯以人力为主,以太阳能、LED工业为例,就有超越20%的人力投注在此,不过产品检测单调且冗长的作业形式,容易使操作者呈现疲劳、注意力涣散等问题,现在机器视觉技能逐渐精进,足以担当产品检测重任,因而能够被导入产线以提高了产能、降低成本。
现在机器可视化的检测作法,是将视觉传感器与镜头,直接建在体系设备上,当产品传送至该站时,即可被检测,这种作法的长处是能够全检,不像一般用抽检的方法,产品质量可全面获得保障,另一个长处是速度快,可加快检测速度。
视觉检测是现代自动化体系适当重要的部份,而此一技能也是现代与传统自动化的首要差异,20年前机器视觉因技能没有成熟,与自动化体系整合的难度适当高,就算整合进去,判别速度也有限,不过随着视觉演算、判别规律的前进,再加上现在PC的强大功用,未来视觉检测会很多使用在各类制程。
就整个历程来看,视觉检测在2000年开端被很多使用,当时首要使用领域是PCB(Printed Circuit Board;印刷电路板)与FPD(Flat Panel Display;平面显示器),不过首要都用来做瑕疵检测,随着技能前进,现在的视觉检测功用已不再只局限于此,包括尺度检测与色彩、条形码、车牌等辨识都已能胜任,其使用也仍不断扩大,例如曾经立体工件的量测,有必要将对象放至3D设备进行扫描,不过这类扫描会有尺度约束。
另外,现在视觉技能也可用来进行定位与尺度的量测,例如工研院机械所就曾接过马达厂的案子,利用视觉技能检测马达内的线圈,由于受测马达的线圈适当大,全体长度超越2公尺,这种产品对于尺度的准确度要求适当高,因而在绕线完后,有必要确认尺度的正确与否?对此,工研院就特别开发专属机台,用视觉检测大型马达线圈尺度,马达的尺度量测非常复杂,不仅是3D量测,还有曲度、各个旋转的R角等,这些复杂的尺度量测,曾经用人工,光是一个线圈就需求数小时,而机械所开发的机台,只要在2~3分钟可完结,大幅提高了量测效率。
制程监控提高产线弹性
除了这类量测外,另一种视觉使用是与机器人整合,进行定位、导引,曩昔机器人动作时,因没有视觉合作,有必要事先规划行径道路,因而使用不光大为受限且缺少弹性,若工件标准有所变化,就有必要更改程序,在机器人身上加入视觉设备后,由视觉传感器可回馈信号,让机器人自主判别工件的形状、色彩、位置,即使尺度、位置更动,也不用重写程序,如此将可大幅提高自动化产线的弹性。
在制程监控方面,工业物联网体系可透过感测技能进行节能与效率两种监控,由于这方面的监测,其物理量通常都不太好量,因而多采间接量测,例如工具机里的切削力量测,不是将传感器设置在基座就是在刀具底部,再利用推论形式推测出所要的数值,这种推论形式,是利用曩昔累积的数据,来猜测下一步的情况,以进行控制、补偿,藉以提高准确率。
监测部份,现在业界的研制走向是设备预诊,此作法除了建有历史数据库外,还可根据数据库进行猜测,例如若发现体系性能除线问题,就可由此体系推算出或许犯错的体系环节,这种猜测诊断的功用,首要是根据既有数据来猜测体系未来的性能与情况,并诊断体系中未来的或许损坏部位与时刻,让设备厂商可提前备料、维修,这类体系在大型设备如核能、大型风力发电等适当常见,一般来说,越大型的设备,对猜测诊断的体系需求会越高。
与既有设备介接发动才智愿景
现在工业物联网的另一个研制要点,是体系的通讯接口串连,现在制造设备中,最完好的通讯接口是世界半导体协会所订的SECS/GEM通讯协议,简直一切的半导体机台都会内建此接口,由于半导体工业开展相对完好,因而现在PPV设备自动化出产在线,已引入相同的通讯接口,未来LED机台也或许选用,未来各类型的出产机台,也会有类似的共通接口。
随着制造业的厂商规模增大,机台数量势必会越来越多,在整合概念下,各机台之间的通讯互连已是必定,而机台互连规划时,与其要从头研制新技能,不如沿袭已有的成功标准,在此情况下SECS/GEM的使用领域将会越来越多,目许多大厂如台积电、联电,Global Foundry、三星,都已导入相关通讯产品。
经过曩昔几年的商场教育,工业4.0现在已开端进入本质导入阶段,而工业物联网是工业4.0的基础架构,体系建构时有必要与现有设备全面串接,对制造业者来说,这是工厂出产的第一线现场,一切未能把握、意想不到的细节与情况,都有或许干扰、延滞体系的建置,然而这也是工业4.0中一切才智愿景的发动点,因而制造业者若要走上数字转型之路,这是必定要面临的课题。