在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，第一線生產(chǎn)設(shè)備的通訊聯(lián)網(wǎng)，是整體系統(tǒng)的建構(gòu)基礎(chǔ)，唯有透過綿密而精準的網(wǎng)路，設(shè)備數(shù)據(jù)才得以被傳送，進而啟動後續(xù)的智慧化功能，這也是經(jīng)濟部推動智慧機械政策時，將「智慧機上盒」（SMB）

列為前期重點推動項目的原因之一，根據(jù)經(jīng)濟部的計畫，將從2018年起，5年內(nèi)要幫全臺工廠9,000臺機器安裝SMB，藉由感測器收集生產(chǎn)資料並互相聯(lián)網(wǎng)，讓生產(chǎn)排程更聰明，降低廢品數(shù)目，以施作廠商經(jīng)驗來說，人均產(chǎn)值可提升10%，設(shè)備稼動率則可提高20％。

日前的記者會中，工業(yè)局副局長游振偉就指出，不管是工具機、製造用的機器設(shè)備，過去都是採人工檢驗，或者裝感測器也是單機而已，但SMB可讓工廠內(nèi)機臺都可以感測並進行聯(lián)網(wǎng)，將生產(chǎn)資訊送到後臺進行大數(shù)據(jù)分析，讓廠商即時掌握各產(chǎn)線工作狀況，優(yōu)化生產(chǎn)排程，此外生產(chǎn)機器況也可以藉此預(yù)警，例如是否該進行潤滑、精密度是否要校正等，可以事先調(diào)整，減少廢品產(chǎn)生。

以中臺灣生產(chǎn)精密螺帽的中小企業(yè)盈錫精密工業(yè)為例，該公司參加計畫後，將6個廠區(qū)150臺機器設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，過去人工管理改成數(shù)位化追蹤生產(chǎn)狀況，提高機臺的效能後，人均產(chǎn)值提升10%，設(shè)備稼動率提高20%，另外臺灣航太加工龍頭漢翔公司，目前產(chǎn)線機臺聯(lián)網(wǎng)也已擴充超過100臺，除提供3個廠區(qū)機臺即時生產(chǎn)監(jiān)控，後續(xù)還將擴及旗下百餘家協(xié)力廠商應(yīng)用，藉此降低生產(chǎn)成本。

掌握設(shè)備狀態(tài) 精準控制製程

圖1 : 臺灣工具機產(chǎn)業(yè)群聚密度高，形成完整生態(tài)供應(yīng)系統(tǒng)，概念要落實為產(chǎn)品的速度相當快。（攝影／王明德）

就全球市場來看，臺灣工具機產(chǎn)業(yè)群聚密度相當高，尤其是在大臺中地區(qū)，大量的業(yè)者群聚，形成完整生態(tài)供應(yīng)系統(tǒng)，業(yè)者有任何的創(chuàng)新發(fā)想，都可迅速找到合作廠商，讓概念快速落實為產(chǎn)品，這種高速且彈性生產(chǎn)，是臺灣精密機械向來的特色，不過臺灣此一產(chǎn)業(yè)的缺點則大多為中小企業(yè)，且產(chǎn)品多以中價位市場為主，如果想要發(fā)展到精密檢測、航太、國防工業(yè)，需要發(fā)展具智慧化的高級機種。

因此臺灣工具機產(chǎn)業(yè)要走向智慧化，除了聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，還需控制器技術(shù)，所謂的智慧化控制器，除了掌控進給軸、主軸等動力單元，精確執(zhí)行加工指令以外，還須具備開放式通訊介面、支援工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等智能化模組等功能，以便與廠內(nèi)其他設(shè)備共同協(xié)作完成加工任務(wù)，只要控制器加上國際準伺服產(chǎn)品，再整合國際標準全數(shù)位串列控制介面及各種不同的平臺，如泛用型多軸多系統(tǒng)控制平臺，就可進一步發(fā)展智慧工具機產(chǎn)業(yè)。

智慧工具機技術(shù)的另一發(fā)展關(guān)鍵則是軟體，由於各家控制器提供的通訊介面與資料格式並不完全相同，因此需要打造一個相容於所有控制器的資料格式與通訊架構(gòu)，並將其推廣成為產(chǎn)業(yè)標準，在此共通標準之上建立快速可擴充的App與數(shù)據(jù)加值服務(wù)，再以數(shù)據(jù)建立各種數(shù)據(jù)加值服務(wù)，包括生產(chǎn)履歷、資料可視化、智慧排程等。

至於工具機製造商對智慧機械發(fā)展的貢獻之一，就是可針對零件切削製程參數(shù)定義，除可提供製程導(dǎo)向拓樸結(jié)構(gòu)最佳化設(shè)計外，還可加工應(yīng)用為最適化工具機，對使用者而言，就可以用以建構(gòu)智慧化製造技術(shù)，工具機目前主要應(yīng)用在汽車工業(yè)，展整體產(chǎn)值約45%，其次為航太與國防產(chǎn)業(yè)，約佔15%，但航太產(chǎn)業(yè)未來20年將以每年5%成長，智慧工具機在航太產(chǎn)業(yè)應(yīng)用將有高度成長空間。

透過機聯(lián)網(wǎng) 智慧管理重要設(shè)備

圖2 : 航太業(yè)都採取國際標接單模式，加工製造生產(chǎn)效率與後段模組組裝能力，都是接單評估的重要關(guān)鍵。（攝影／王明德）

除了製程外，機聯(lián)網(wǎng)對工具機的另一個優(yōu)勢是設(shè)備管理，在精密加工製造業(yè)中，CNC工具機是相當重要的機器設(shè)備，為能有效掌握廠內(nèi)大量CNC工具機，管理者必需要充分了解各機臺的現(xiàn)況，以便能在異常狀況發(fā)生時讓設(shè)備儘快恢復(fù)正常運作，除了降低因機臺停擺影響生產(chǎn)線的作業(yè)，同時也提高每臺設(shè)備的使用效率。

目前市場上的做法是透過PLC擷取CNC工具機的訊號，不過此一方式的即時性不足且建置成本過高，這也是目前智慧工具機必須解決的兩大問題，業(yè)者指出，新型態(tài)的智慧監(jiān)控方案必須在無需擔心頻寬限制與不過度支出的情況下，讓機臺與廠內(nèi)現(xiàn)有的網(wǎng)路串接，此外，工廠內(nèi)部機電設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾，也有可能導(dǎo)致系統(tǒng)運作失常，因此相關(guān)產(chǎn)品必需要提供較佳的穩(wěn)定性，以確保CNC監(jiān)控系統(tǒng)可以在如此嚴峻的環(huán)境下正常運行。

針對上述問題，目前工控市場已有廠商推出相關(guān)產(chǎn)品，這類型產(chǎn)品主要是滿足即時上傳數(shù)據(jù)資料至主控制室的需求，透過多通道數(shù)位輸出入埠，擷取CNC工具機的開關(guān)變動狀態(tài)，同時可偵測電流變化，以控制機臺的工作負載，在通訊介面部分，乙太網(wǎng)路已成為必要設(shè)計，讓舊有機臺可與原有的網(wǎng)路架構(gòu)整合，透過乙太網(wǎng)路交換器將現(xiàn)場訊號傳送到客戶現(xiàn)有的分布式網(wǎng)路控制伺服器中，此外，並提供了主動上傳功能以滿足製造加工的監(jiān)控需要，至於工業(yè)等級的規(guī)格也是重點之一，藉此解決干擾問題。

隨著許多傳統(tǒng)機器設(shè)備逐漸被CNC工具機所取代，工廠管理者必須將這類機器的生產(chǎn)力最大化之外，還要能有效進行成本控制，即時和穩(wěn)定的監(jiān)控解決方案，將可提供工業(yè)級特色已確保正常運作，也能讓使用者快速導(dǎo)入各種通訊模組，改善製造商的工廠管理效率與產(chǎn)能利用率。

從全球精密機械運作來看，現(xiàn)在高附加價值的產(chǎn)業(yè)如航太業(yè)，都採取國際標接單模式，此一模式中，加工製造生產(chǎn)效率與後段模組組裝能力，都是接單評估的重要關(guān)鍵，臺灣目前已具備精密加工製造能力，若政府的智慧機械政策可順利在業(yè)界推廣，將可有效提升業(yè)者競爭力，蔡英文總統(tǒng)日前提到的國碁國造與國防自主願景也會有機會落實。

**刊頭圖（Source: JABIL）