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研華：WISE無線數據采集解決方案（àn）打造穩定易建置的（de）設備監控（kòng）與遠程管理應用

2017-4-28 來（lái）源：研華科技作者：-

項目介紹：

當工業 4.0的實踐與生產效益的提升劃上等號時，除了製造業得積（jī）極從傳統製造轉型為智能製造，設備製造商也必須對自家機器（qì）進行功能改造，將原本隻是代替人（rén）力自動生產的（de）機器升級為可提供監控與管理的（de）智能設備。透過導入傳感器與聯網技術，機器設備的相關信息即能匯集至管理平台，讓工廠管理者能依據監（jiān）測數據做出最佳決策以優（yōu）化生產（chǎn）流程；同時設備製造商也可以遠程監控已售出機器（qì）的狀況，進而為客戶（hù）提供更完善的預防保養服務。

雖然（rán）為機器設備新增監控與管理功能的（de）方法很多（duō），但以需要實體接線的（de）數據捕獲設備與（yǔ）有線（xiàn）網絡來實現（xiàn）設備聯網功能，其所（suǒ）付出的代（dài）價卻遠遠高於眾人的預期（qī）。因為，有線應用的最大缺點就是要花費較高的布建成本（běn）與較多的安裝時間；再加上每家工（gōng）廠的使用環境也不盡相同，有些既有的場域根（gēn）本無法額外增設網絡線；而且業主也（yě）不太可（kě）能僅為了提升功能就讓工廠長時間的停工或（huò）調整生產線來配合重新布線（xiàn）。種種的問題都增加了讓設備升級為智能設備的複雜度。

研華的WISE無線資料采集解決方案，不僅（jǐn）能以（yǐ）方便建（jiàn）置與靈活（huó）擴充的特性解決上述困擾，方（fāng）案還提供了斷線續傳與抗噪聲幹擾的功能來強（qiáng）化無（wú）線數據傳（chuán）輸的穩定性，從而讓設備製造商可以在確保（bǎo）傳輸數據不丟包的情況下更容易也更快（kuài）速地為客戶建置設備監控和遠程管理之應用。

係（xì）統需求：

位（wèi）於蘇州的某設備製造商是專門為計算機、消費性電子與通訊等3C產品製造商提供非標自動（dòng）化設（shè）備的廠商，包括華碩計算機、廣達計算機、鴻海富士康等知名的（de）電（diàn）子製造商都（dōu）是其（qí）主要客戶。由於機器設備能否受到製造廠商的青睞，除了本身提供的功能之外，售後的設備保養（yǎng）與故障處理亦（yì）是贏得客戶高度滿意的重要關鍵。因（yīn）此為了提供更（gèng）好的維修服務、也為了順應工業4.0的趨勢，該公司早在幾年前就已為自家機器設備新增了設（shè）備狀態（tài）監控和預（yù）防保養服（fú）務。

此一設備監控管理（lǐ）功能原（yuán）本（běn）是利用PLC、有線的數（shù）據捕獲設備和工（gōng）廠內的（de）局域網絡來完成。然而，隨著機器設（shè）備被銷（xiāo）往全球各地，工程人員每（měi）每遇到環境複雜與布線困難的案子就得花更多的時（shí）間進行評估規（guī）劃，較長的布線施工工期也影響了項目完成（chéng）的進（jìn）度，因而促使該公司決定改采（cǎi）無線解決（jué）方案，並率先導入鎖螺絲機與ATE測試機台這兩（liǎng）款機器。

而為了解決有線應用的問題（tí），新的無線解決方案必須提供的功能包括：外觀精（jīng）巧的硬件產品避免占用過多空間；采用目前最廣泛使用的Wi-Fi通訊技術以便能快速組建設備聯網係統；針對無線網絡易受幹擾（rǎo）導致數據丟包（bāo）的現象提供必要功能來確（què）保傳（chuán）輸數據的正確性；支持標準協議讓設備聯網係統能與企業現有的MES/ERP係統對接。

係統概（gài）述：

研華以（yǐ）物聯網無線數據采集（jí）模塊WISE-4050與（yǔ）無線基地台（AP）WISE-5121搭配嵌入式工業計算機UNO-2184G所組成的無線數（shù）據采集解決（jué）方案能大幅（fú）縮減導入設備（bèi）監控管理係統時所需的建置成本與安裝時間。其中，貼附在機器設備旁的WISE-4050是負責收集（jí）設備（bèi）啟停、故（gù）障、運行時間、產量計數等信息；而所有數據則會經由WISE-5121無線AP匯集至客戶工廠內的UNO-2184G進行初步運算處理，之後再傳送至設備製造商的控製中心供（gòng）其遠程（chéng）監控，並且為客戶量身打造設備維（wéi）護與預防保養計劃。而工廠方麵則能運（yùn）用收集來的設備信息（xī），以電子（zǐ）廣告牌實時顯示機台的生產狀態，也能將資料匯入企業的MES/ERP以協助生產排程與物料需求之規劃。

僅手掌般大小的WISE-4050是集數據采（cǎi）集、處理和發布（bù）功能於一身的無線物聯網（IoT）模（mó）塊，其多種安裝選項（滑軌、背掛或堆棧（zhàn））能讓（ràng）用戶依現場狀況選擇最適合又不占空間的方（fāng）式來安裝。透過支持IEEE 802.11 b/g/n 2.4GHz Wi-Fi標準（zhǔn），此款模塊可以輕鬆地與其他有線或無線（xiàn）以太網絡裝置整合。而為了保障無線傳輸的（de）數據穩定性，WISE-4050還內（nèi）建了閃（shǎn）存並提供附有（yǒu）RTC時間戳的記錄功（gōng）能，從而能以（yǐ）斷線主動續傳機（jī）製（zhì）確（què）保數據正確性，有效避免數據丟包。另外，用戶可透過濾波（bō）功能來自（zì）行設定訊號（hào）過濾（lǜ）範圍，藉由自動濾除（chú）環境（jìng）噪聲來解決數據傳輸受幹擾的問題（tí），讓無線資料收集（jí）在各（gè）種場域中都能正常運行。而支持RESTful協議則（zé）讓WISE-4050所收集來的數據不需經過轉換即能提供給其（qí）他（tā）軟件或係統使用。

WISE-5121則是一款采強固設計的工業等級微型基站，其能比一般商用的無線網絡設備提供更穩定與可靠的網絡通訊，因此非常適合像工廠這類環境較（jiào）為嚴苛的場域使用。而且透過加裝支持PoE供電技術的WISE-5121，使用者不僅可以輕（qīng）鬆地延伸既有的有線網絡，還能省去配置電源線的麻（má）煩，藉此加（jiā）快無線網絡之部署。至於（yú）UNO-2184G，無風扇、緊（jǐn）湊外觀、內建英特爾高性能處理器等特色都讓這（zhè）款嵌入式工業計算機可以最佳性能來滿足（zú）工廠（chǎng）應用之需（xū）求。

項目實施（shī）：

係統（tǒng）架構圖：

結論：

在工業4.0的時代（dài），整個製造業（yè） - 不論是上（shàng）遊或下遊廠商 - 都想掌握智能製造的商機，而應變速度的快慢則決定（dìng）了企業的成（chéng）敗（bài）。但在導入智能（néng）應用時，開發者常躊躇（chú）於到底要選擇（zé）耗時費工的（de）有（yǒu）線配置、還是仍對穩定性有疑慮的無線（xiàn）配置。研華WISE無線數據采集解決（jué）方案透過斷線主動續傳、自動過濾噪聲和工規等級的產品讓設備製造商不再糾結於硬件配置而能同時擁有易（yì）於（yú）安裝與穩定傳（chuán）輸的好處。由於能夠（gòu）快速地為客戶建置設備監控與（yǔ）遠程管理之應用，新的智能設備在（zài）短短不到半年時間就已銷售了數十台，也讓此項目的設備供貨商（shāng）計劃為其他機器設備也導入研華的無（wú）線（xiàn）解決方案。

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