工業革命進展到第四次,也就是所謂的工業4.0(Industry 4.0)。這個從德國開始的第四次工業革命,引發全球從製造業到元件製造商這一整條龍中間的各類產業,皆紛紛鑽研如何達到所謂的工業4.0或是智慧製造。舉凡產業的巨擘或是稍有規模的新創公司對於工業4.0皆抱有高度的期待,但是,打造更聰明的智慧工業…說當然比做的容易。

意法半導體(STMicroelectronics)技術銷經理Giuseppe Di Stefano表示,以意法半導體的角度來看,促進工業生產進化有四個條件:提升生產效率與友善的管理介面、更好的使用者操作經驗、巨量資料與雲端分析計算,以及在地、大量且有彈性的生產環境。而要達到這些條件,需要透過更好的能源使用效率、各式各樣的感測器與相關連結技術。

所謂更好的能源使用效率,Stefano解釋,這部分涵蓋馬達控制、最佳化的電源管理、電能儲存、更有效率的電能轉換與能源採集…等,都是讓工業製造環境能夠更好的利用有限的能源,達到工業4.0或所謂的智慧工業——更節能環保——的目標之一。

另一方面,監控機器狀態的感測器與機器對機器(M2M)間的通訊所需的連接技術該如何運用在製造環境中,許多廠商也相當注重這一塊。其中智慧感測器搭配適切的通訊技術,成為進一步提高智慧工廠「聰明」程度的重要關鍵。

意法半導體技術行銷經理Natale Testa指出,感測器在智慧工廠中扮演相當重要的角色。舉凡機器運轉狀況的監測、機器與人之間的偕同工作、最佳化的製造機器使用率與產能…等許多方面,都需要倚賴感測器的協助。而感測器要將收集到的資訊進一步「通知」相關人員,就必須透過通訊技術,將資料傳到控制中心並透過巨量資料的運算分析,才能給予工廠作業人員及時且合適的資訊,加以反應和處理。如此一來,才能打造最智慧的生產環境。

值得注意的是,為了讓智慧感測網路資訊的傳輸更有效率,以及能夠具備低功耗、低成本及彈性建置等特性,近期業界提出新的感測器網路通訊技術——IO-Link。Testa說明,IO-Link是專為工業控制領域中的智慧感測器網路所打造的新通訊技術,在歐洲與美國已開始發展,未來可能演化為新的標準規範。

IO-Link的運作方式是先將第一線感測器所收集到的資料,先經過IO-Link閘道器(gateway)統整、篩選後,再透過工業乙太網路、PLC或其他有線技術傳送到主控制台。Testa強調,IO-Link主要的特性優勢在低功耗與低成本,加上使用有線網路可確保資料安全性,即使主要的應用僅限於工業控制領域,但對相關業者來說仍具備一定的吸引力。

據了解,IO-Link主要是由西門子(Siemens)提出並力推,台灣業者研華與台達電也有相關的產品計畫正在進行。Stefano透露,由於亞洲地區長久以來主要使用乙太網控制自動化技術(EtherCAT)傳輸工業資訊,因此對於IO-Link接受度仍未很高,但隨著該技術日益受到重視,未來亞洲地區也將慢慢導入此技術。