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產業脈動｜全球馬達智慧化聯網系統趨勢解析

刊登日期：2021/09/01

摘要

馬達為工廠製程不可或缺的設備之一，若有無預期的停機將造成工廠為數可觀的損失。產品生命週期中，能源消耗及維運成本佔比超過六成，故為降低成本，馬達為最需要即時維護及監測的設備之一。智慧馬達及聯網系統可透明化馬達系統運作狀態，並隨時提醒使用者進行預防性調整及維護，為近年技術研發趨勢之一。本文將探討馬達智慧化聯網系統定義、發展進程、智慧馬達市場現況、市場驅動力與阻力、產業發展概況及產品特性，以分析此新趨勢市場及產業走向。

Abstract

Motor is one of the indispensable equipment for the manufacture process in a factory and any unexpected downtime will cause considerable losses to the factory. In a product’s life cycle, the energy consumption and maintenance costs will account for more than 60%. Hence, in order to reduce the costs, motor becomes one of the equipment that requires being monitored and timely performing maintenance. The concept of smart motor can improve transparency of motor operation and remind users to make preventive adjustments at any time. This article will discuss the definition, development progress, market status, market drivers and restrains; industry development process and product feature of the smart motor IoT system to analyze its current market and industry trends.

前言
工業4.0主要內容圍繞在「智慧製造」，將物聯網、數位化工廠、雲端服務、通訊等技術緊密結合，讓工廠設備可互相溝通，彼此調整工作排程，讓生產方式轉變為高度客製化、智慧化，以因應快速市場變化。工業物聯網（Industrial Internet of Things, IIOT）為工業4.0最重要的核心技術之一，透過感測器將設備運轉狀態資訊上傳至雲端，進行大數據分析，並解構機器作工狀態，讓機器可與外界溝通，有利使用者進行預先調整及維修保養等工作，應用於馬達系統則稱為馬達智慧化聯網系統。馬達智慧化聯網系統示意如圖1。

圖1 馬達智慧化聯網系統示意圖資料來源：工研院產科國際所(2021/06)

馬達能耗量大，若於初期障礙產生時即予以排除將降低能耗量，預估將有可觀的節能潛力。馬達智慧化聯網系統為馬達元件、感測、通訊、雲端運算、平台服務的整合型系統。藉由感測器收集運作資料，將數據傳至雲端，並透過客製化平台進行一系列障礙維護及預防保養等功能操作，搭配專家系統，提供障礙解除建議。

全球馬達智慧化聯網系統發展進程分為三階段：(1)工具數位化(2)產品運作可視化(3)功能優化及商務模式創新。第一階段：工具數位化即透過模擬軟體如Ansys等輔助馬達設計，另透過企業資源系統導入ERP及MES系統，使企業運作數位化，讓整體廠區製程資訊利於電子化整理及統合。第二階段：產品運作可視化，馬達結合物聯網及感測器，將馬達運轉狀態透過感測器蒐集資訊並上傳至雲端平台，透過資料蒐集及分析達到遠距監測及障礙告警等功能，目前全球主要馬達製造商已達到此一階段。
第三階段：功能優化及商務模式創新，透過AI專家系統提供馬達設備端操作指引，並利用邊緣運算使遠端的裝置可以先作資料處理並整理後再上傳至中心平台，如此一來可消弭距離的因素，也可節省傳輸消耗能源，使安裝於不同區域工廠內的馬達裝置運作資訊可以被蒐集。未來設備商可以轉換成服務提供者，專門提供智慧化聯網整套解決方案。此階段為主要馬達廠商目前智慧化聯網系統發展趨勢方向之一。馬達智慧化發展進程如圖2。