工業4.0 三菱電機 自動化 物聯網 IT 智慧製造

AI/TSN/邊際運算為核心 三菱電機打造下世代「製造」方案

2019-09-07
進入工業4.0時代,智慧工廠的實現仰賴自動化(FA)與物聯網(IoT)技術的整合,透過人工智慧(AI)的導入實現生產現場的視覺辨識、智慧手臂等應用,而物聯網技術則可將生產端的資料傳送至IT系統層,完成資料分析與診斷後,再將指令傳回到生產現場,優化整體生產流程。而隨著智慧工廠發展越趨成熟,自動化與技術的整合也變得更為重要,因應此趨勢,三菱電機也以串聯FA與IoT概念為主要目標,推出新一代工廠整合解決方案,滿足應用的多元需求。

實現智慧工廠的關鍵在即時蒐集生產現場數據,並透過邊際運算初步處理數據後,無縫鏈接地傳送至IT系統,而攝陽企業e-F@ctory事業推進部課長王健發表示,過往智慧工廠概念架構只有IT系統和生產現場兩個層面,因此,運作上必須將所有現場資料都傳送到雲端進行判斷,導致雲端的負荷量大,運算與傳輸的時間也較長。而為解決此問題,最新的架構是在整個智慧工廠系統架構中,導入了邊際(緣)運算的概念,並且結合TSN網路技術支援更即時的數據分析,提升稼働率。

在整個智慧工廠系統架構中,導入了邊際運算的概念,並且結合TSN網路技術支援更即時的數據分析,提升稼働率。(圖片來源:CC-Link Partner Association)

一個智慧工廠可能會同時使用3~4種的網路技術,包括高速、大容量的通訊協議以及IT網路,因此如何去整合IT與FA網路,同時實現高速且大頻寬的傳輸,也就成為智慧工廠邁進的一大課題。而因應此趨勢,三菱電機也將TSN技術導入其產品,作為開發下世代智慧工廠解決方案的主軸,並且與CC-Link協會攜手推出CC-LinkIE TSN技術,提供應用端更開放的工業現場網路,同時更進一步強化既有CC-Link IE性能與機能。

TSN內含時間同步規範IEEE802.1AS以及時間分割規範IEEE802.1Qbv,透過組合應用這些規範,可保障在固定時間內傳送的定時性與混用不同通訊協議的可能性。因此,CC-Link IE TSN可實現同一主幹網路上並存多種相異網路,經由高效能通訊協議,實現高速、高精度的運動控制。

王健發表示,即時性、相互運用性、優先控制、同步時刻以及其安全性皆是其導入TSN技術的原因。他以道路作為比喻,快車道與慢車道合在一起沒有分流即是現今乙太網路的問題,因此,當車流量一大,車速快者就會被車速慢者影響,導致其速率降低。而TSN技術就是在開放式通訊系統互連參考(OSI)模型的第二層開始加入時間調變技術,讓快車與慢車分流,運用通訊原理在同一網路內實現不同需求的時脈,以整合FA與IT技術。而導入TSN技術後,網路回線使用效率和既有的網路相比,約可快2倍左右。

而因應整體市場趨勢,該公司也以CC-LinkIE TSN、AI以及邊際運算作為核心概念,進一步優化e-F@ctory概念,讓工廠能活用各樣應用程式於邊際領域,並將開發、製造及物流等層面的工廠自動化設備連結到IT層,加以分析活用收集到的龐大數據,實現IT與FA的無縫鏈接,降低工廠從開發、生產、到維護保養的經營總成本。

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