一套完整的監控系統,需要許多組件的構成,以制程設備監控系統為例,制程設備上要有感測及制動裝置,并將數據轉換及傳送到控制系統,控制系統至少要具備顯示、記錄、調節及致動等功能,由操作人員根據前臺后傳的數據進行處理。因此所有的數據在送到后臺時,一定要妥善處理,如有70%的警告可能只是誤報,監控系統要有能力做判斷。
除了前述的系統平臺外,硬件架構也需要妥善考慮,才能建構出智能工廠。首先是聯機的基本需求,通信協議應該要盡量選擇市場現有的,盡量減少自行開發,以免設備之間的聯機產生問題。
其次是選擇儀控設施,目前的儀控設施接口,非常多樣化,除了有目前盛行的Ethernet外,過去的RS232/422/485仍然還是有在使用。其實智能工廠也不一定非Ethernet不用,因為考慮建置成本,過去的投資不一定要舍棄,但不同的儀控設施接口,會影響通信線路的配置,包括設備、距離、速度及成本等,工廠在導入解決方案時,要做好取舍規劃。
而在計算機設備的選用方面,包括聯機計算機數量與配置、工作環境、計算機規格及外圍裝置,都要做好充分考慮。專家認為,選用的關鍵完全取決于系統的承受度,該用服務器就得用服務器,不要因為節省采購成本,而選擇較為便宜的計算機設備,因為一旦選擇錯誤,導致設備常常故障或當機,維護成本未必劃算。
至于監控網絡架構的考慮方面,要考慮的項目包括工作站的任務分配、網絡架構規劃、網絡流量控制及網絡安全考慮。在架構規劃時,可以依照控制責任區分、人機接口規劃及網絡功能配合等方向來考慮。
以控制責任為例,可以分為控制器及圖控計算機,前者重視的是實時性、高可靠性,適用低階邏輯性/模擬性之控制,后者則是要求強大的數據處理能力,適用高階控制。至于每一個交換器要裝幾個控制器,則是取決于對于速度的要求。
人機界面規劃方面,一定要導入人因工程的觀念,不管是使用習慣或是圖形大小,都能符合使用習慣及現場狀況,如旋鈕的方向、大小及顏色等,要達到直覺、簡易、防誤等要求,其他項目如操作流程、展示方式及安全管制,也都要以符合使用者習慣為主要考慮。
至于網絡功能方面的配合,建議應配合已普遍使用的Windows內建網絡功能,并采用高效率的TCP/IP層對層通訊方式,讓多部計算機互相監看及控制,以達到資源共享及互相備份的目的。
MES往往是智能工廠須要導入的應用。智能工廠如果在生產過程中,發生太多問題,如停機、生產損失、返工太多、發貨時間錯誤、無法符合行業規范標準的需求、物料短缺、無法跟蹤原材料的使用及客戶投訴和產品召回時,可能都要認真思考導入MES的必要性。
因為面臨前述問題,管理者須要做出對應策略,碰到各種問題時,要靠 MES 才知道原因為何,如何改善,如在接到急單時,由上到下的信息若能做好整合,就可以在短時間內知道相關備料是否足夠,判斷能否承接訂單。
由于節能減碳的需求日增,智能節能系統也已成為智能工廠常見的導入項目。以能源管理系統為例舉出,從收集量測、監視分析、控制管理、卸除到節能,其實需要設法整合各自獨立的系統,如電力及照明監控、空調監控、停車管理等,才能達到節能、減碳進而減費的目的。