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WISE無(wú)線數(shù)據(jù)采集解決方案打造穩(wěn)定易建置的設(shè)備監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理應(yīng)用
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研華科技
項(xiàng)目介紹：
當(dāng)工業(yè) 4.0的實(shí)踐與生產(chǎn)效益的提升劃上等號(hào)時(shí)，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(duì)自家機(jī)器進(jìn)行功能改造，將原本只是代替人力自動(dòng)生產(chǎn)的機(jī)器升級(jí)為可提供監(jiān)控與管理的智能設(shè)備。透過(guò)導(dǎo)入傳感器與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，機(jī)器設(shè)備的相關(guān)信息即能匯集至管理平臺(tái)，讓工廠管理者能依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做出最佳決策以優(yōu)化生產(chǎn)流程；同時(shí)設(shè)備制造商也可以遠(yuǎn)程監(jiān)控已售出機(jī)器的狀況，進(jìn)而為客戶提供更完善的預(yù)防保養(yǎng)服務(wù)。 雖然為機(jī)器設(shè)備新增監(jiān)控與管理功能的方法很多，但以需要實(shí)體接線的數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，其所付出的代價(jià)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于眾人的預(yù)期。因?yàn)椋芯€應(yīng)用的最大缺點(diǎn)就是要花費(fèi)較高的布建成本與較多的安裝時(shí)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(chǎng)域根本無(wú)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(zhǎng)時(shí)間的停工或調(diào)整生產(chǎn)線來(lái)配合重新布線。種種的問題都增加了讓設(shè)備升級(jí)為智能設(shè)備的復(fù)雜度。 研華的WISE無(wú)線資料采集解決方案，不僅能以方便建置與靈活擴(kuò)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(lái)強(qiáng)化無(wú)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(yuǎn)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(jì)算機(jī)、消費(fèi)性電子與通訊等3C產(chǎn)品制造商提供非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的廠商，包括華碩計(jì)算機(jī)、廣達(dá)計(jì)算機(jī)、鴻海富士康等知名的電子制造商都是其主要客戶。由于機(jī)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(shì)，該公司早在幾年前就已為自家機(jī)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(lái)完成。然而，隨著機(jī)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(shí)間進(jìn)行評(píng)估規(guī)劃，較長(zhǎng)的布線施工工期也影響了項(xiàng)目完成的進(jìn)度，因而促使該公司決定改采無(wú)線解決方案，并率先導(dǎo)入鎖螺絲機(jī)與ATE測(cè)試機(jī)臺(tái)這兩款機(jī)器。
而為了解決有線應(yīng)用的問題，新的無(wú)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(guò)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(duì)無(wú)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(lái)確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性；支持標(biāo)準(zhǔn)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(duì)接。
系統(tǒng)概述：
研華以物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊WISE-4050與無(wú)線基地臺(tái)（AP）WISE-5121搭配嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)UNO-2184G所組成的無(wú)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(shí)所需的建置成本與安裝時(shí)間。其中，貼附在機(jī)器設(shè)備旁的WISE-4050是負(fù)責(zé)收集設(shè)備啟停、故障、運(yùn)行時(shí)間、產(chǎn)量計(jì)數(shù)等信息；而所有數(shù)據(jù)則會(huì)經(jīng)由WISE-5121無(wú)線AP匯集至客戶工廠內(nèi)的UNO-2184G進(jìn)行初步運(yùn)算處理，之后再傳送至設(shè)備制造商的控制中心供其遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且為客戶量身打造設(shè)備維護(hù)與預(yù)防保養(yǎng)計(jì)劃。而工廠方面則能運(yùn)用收集來(lái)的設(shè)備信息，以電子廣告牌實(shí)時(shí)顯示機(jī)臺(tái)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(wú)線物聯(lián)網(wǎng)（IoT）模塊，其多種安裝選項(xiàng)（滑軌、背掛或堆棧）能讓用戶依現(xiàn)場(chǎng)狀況選擇最適合又不占空間的方式來(lái)安裝。透過(guò)支持IEEE 802.11 b/g/n 2.4GHz Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，此款模塊可以輕松地與其他有線或無(wú)線以太網(wǎng)絡(luò)裝置整合。而為了保障無(wú)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(shí)間戳的記錄功能，從而能以斷線主動(dòng)續(xù)傳機(jī)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(guò)濾波功能來(lái)自行設(shè)定訊號(hào)過(guò)濾范圍，藉由自動(dòng)濾除環(huán)境噪聲來(lái)解決數(shù)據(jù)傳輸受干擾的問題，讓無(wú)線資料收集在各種場(chǎng)域中都能正常運(yùn)行。而支持RESTful協(xié)議則讓W(xué)ISE-4050所收集來(lái)的數(shù)據(jù)不需經(jīng)過(guò)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(qiáng)固設(shè)計(jì)的工業(yè)等級(jí)微型基站，其能比一般商用的無(wú)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(yán)苛的場(chǎng)域使用。而且透過(guò)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)之部署。至于UNO-2184G，無(wú)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(jì)算機(jī)可以最佳性能來(lái)滿足工廠應(yīng)用之需求。
項(xiàng)目實(shí)施：
系統(tǒng)架構(gòu)圖：
結(jié)論：
在工業(yè)4.0的時(shí)代，整個(gè)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(jī)，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(shí)，開發(fā)者常躊躇于到底要選擇耗時(shí)費(fèi)工的有線配置、還是仍對(duì)穩(wěn)定性有疑慮的無(wú)線配置。研華WISE無(wú)線數(shù)據(jù)采集解決方案透過(guò)斷線主動(dòng)續(xù)傳、自動(dòng)過(guò)濾噪聲和工規(guī)等級(jí)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(shí)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(yuǎn)程管理之應(yīng)用，新的智能設(shè)備在短短不到半年時(shí)間就已銷售了數(shù)十臺(tái)，也讓此項(xiàng)目的設(shè)備供貨商計(jì)劃為其他機(jī)器設(shè)備也導(dǎo)入研華的無(wú)線解決方案。
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