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順應工業4.0 迅杰智能為PCB廠開發監控系統改善品管

Date: 10/3/2019 12:37:27 AM

【30秒看完一整篇】

要實現工業4.0,必須先解決跨平台操作問題。本案例中的迅杰智能,為求專心為電子廠客戶開發PCB烘烤作業監控系統,省去自行開發驅動程式、免除資料轉換或軟硬體相容等問題,決定採用研華WebAccess/SCADA解決方案,結果獲得客戶高度滿意。目前該監控系統已套用在兩座PCB廠內,該廠更決定新增WebAccess I/O點數,以擴大監控範圍、進一步優化產線製程。

提升品管第一步 用監控系統取代人工作業

迅杰智能是家資料採擷暨監控(SCADA)系統整合廠商,為政府機關、學術機構、醫學中心、傳統印刷業與高科技產業等領域,提供各式各樣的客製化監控解決方案。日前,該公司正為台灣某家印刷電路板(PCB)製造工廠的生產線規劃監控系統,這家PCB廠是專為高階電腦製造專用電路板,經常需要調整生產品項,來達到少量多樣的製造,但也因此讓產品的品質控管備受考驗。

該廠原本的PCB板烘烤作業是由生產線上的作業員依工單手動操控,不易察覺烘烤設定錯誤、或是烘烤過程中有人任意開門,或出現烤箱溫度異常等問題,導致最終可能產出品質不佳的印刷電路板。

為了解決困擾PCB工廠的問題,迅杰智能決定串連設備端與資訊端來監控熱風循環烤箱(Hot Circulation Oven),將原本由生產線工作人員自行設定的作業模式,改成使用監控系統,並以刷工單條碼的方式,讓生產參數可以直接從MES傳輸給烤箱。監控系統同時會記錄烘烤過程中的相關數據,並於烤箱溫度異常以及烤箱門在進行烘烤中被打開時,主動發出警示。

針對迅杰智能的規劃,這套優化烘烤作業的監控系統需要:

  • 高度整合性的物聯網平台:不論在硬體與軟體方面都要開放性足夠,才能順利橋接上下層;還要提供易於開發的工具,讓設計者可以很容易地創建使用者介面與開發所需功能
  • 工業電腦:能承受工廠嚴苛環境考驗
  • 通訊轉換器:傳送資料
  • I/O模組:擷取資料

身為工業4.0台灣最佳夥伴,研華提供給迅杰智能的軟硬整合解決方案,包含研華WebAccess/SCADA物聯網平台、工業電腦IPC-7132、雙埠Modbus閘道器EKI-1222,以及數位輸入模組ADAM-6251與數位輸出模組ADAM-6256


研華軟硬整合方案 完美串接

在設備端的資料收集,透過RS-485轉Ethernet的EKI-1222來連接溫控器、ADAM-6200系列I/O模組連接烤箱、IPC-7132的USB介面埠連接條碼掃描器。收集而來的資料可傳送給內裝WebAccess/SCADA軟體的工業電腦,並儲存在SQL Server資料庫,而WebAccess/SCADA還能與資訊端的管理系統溝通,將生產資料匯入MES,也可從MES取得工單的生產參數,再傳送給底層設備。

研華WebAccess/SCADA是基於瀏覽器的SCADA遠端監控軟體。其所提供的繪圖工具與語言編寫工具,可讓設計者快速完成系統開發,譬如迅杰智能需要的使用者介面、溫度趨勢圖表、異常警示、防呆功能等。

另外,WebAccess/SCADA的開放介面(像是ODBC、Visual Studio和Web Service)也讓跨系統的資料整合更為容易,不論是底層的設備資料或管理層的生產參數都能在系統內自由流通。

在應用方面,WebAccess/SCADA提供了不同I/O點數的版本選項,系統規劃人員可依據所需擷取的資料量來配置適合的版本,待有擴充需求時,再增加I/O點數來擴大監控範圍。而其免費支援1024個用戶端的特色,不但能讓多位使用者同時上線監控生產線,也讓工廠省下不少授權費。

硬體部份有:足以承受PCB工廠高溫與高濕環境的工業電腦IPC-7132,配置在11台熱風循環烤箱旁,其提供的多個I/O介面則能方便連接週邊裝置與網路;EKI-1222可將序列埠訊號轉換成乙太網路的訊號,讓資料可以透過TCP/IP網路來傳送;隔離式的ADAM-6200系列I/O模組具有較佳的抗干擾特性,還提供了自定義功能,讓設計者可以靈活配置Modbus位址。

工廠人工智慧應用 有賴物聯網平台居中橋接


工業4.0簡而言之,是透過新一代資訊技術的深度融合,如物聯網、大數據分析、AI人工智慧等,讓機器學習成為可能,並連結與優化製造相關元素達成智慧製造(Smart Manufacturing),來增加產能並提升效率,進而增進企業的獲利能力與競爭力。對工廠而言,可以套用工業4.0概念來進行優化的項目非常多,包括採集設備資料、降低人工干預、掌控生產流程、規劃生產進度等等。

工廠在階段性導入這些優化措施時,必須串連設備端與資訊端。然而,這兩端原本是各自獨立運作的系統,若要整合兩者,唯有靠物聯網平台來擔任居中橋接的角色,才能讓底層的設備資料上傳給管理系統,而上層的管理系統也才能下達指令給底層設備。

研華WISE-PaaS聯盟VIP夥伴迅杰智能,利用研華的WebAccess/SCADA物聯網平台與相關硬體,為印刷電路板製造工廠成功地整合了設備端與資訊端。在研華WebAccess/SCADA解決方案所提供的豐富功能與開放環境下,迅杰智能開發的系統不僅能收集生產線上的設備資訊,也能將生產記錄匯入工廠既有的製造執行系統(MES),同時還設計了防呆機制來降低人為出錯機率,而完整的生產記錄亦能為產品製作生產履歷並成為未來優化製程的參考資料,獲得電子工廠的高度滿意。

【專案導入產品】 

  • WebAccess/SCADA:基於瀏覽器的SCADA遠端監控軟體
  • IPC-7132:經濟型ATX/mATX主機板專用之壁掛式機箱
  • EKI-1222:雙埠Modbus閘道器
  • ADAM-6251:16通道隔離式數位輸入Modbus TCP模組
  • ADAM-6256:16通道隔離式數位輸出Modbus TCP模組

【系統架構圖】 



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