當期雜誌

說明說明說明說明說明說明說明說明說明說明說明說明

地雲引擎技術與異地資訊整合應用

刊登日期：2024/11/01

摘要

本文將提出機聯網稼動可視系統與地雲引擎平台技術，協助傳統製造業導入先進資通訊技術，加速現代工業轉型。以往不透明且難以掌控的生產現場看板管理，導入機聯網、生產管理、稼動可視化、設備狀態監控及主動通報等技術，本文說明如何協助國內吹瓶設備製造商，實現單機連續多段製程的全面監控，包括入胚、加熱、成型、出瓶等過程，透過感測器精確監控並統計產線稼動狀況，讓整線提高生產效率，降低資源浪費，並搭載能耗記錄分析平台，達成高量產並兼顧節能減碳的需求。另外，地雲引擎以OPC UA工業用通訊介面，達成跨廠跨區的異地資訊整合，使企業更容易接軌國際標準，以工業4.0智慧服務，讓企業提高產品智慧化等級，也更加強化售後維護，提升國際市場競爭力。

Abstract

This article proposes the implementation of an Industrial Internet of Things (IIoT) operational visualization system and a hybrid edge-cloud engine platform to assist traditional manufacturing industries in adopting advanced information and communication technologies, thereby accelerating industrial modernization. Traditionally opaque and difficult-to-manage production floor dashboards can now integrate IIoT, production management, operational visualization, equipment status monitoring, and proactive notification technologies. This article details how these technologies can support domestic blow molding equipment manufacturers in achieving comprehensive monitoring of continuous multi-stage processes on single machines, including preform loading, heating, molding, and bottle ejection. By employing sensors to precisely monitor and analyze production line operations, the system enhances production efficiency and reduces resource waste. Additionally, it features an energy consumption recording and analysis platform to meet the dual objectives of high-volume production and energy conservation. Furthermore, the edge-cloud engine utilizes the OPC UA industrial communication interface to achieve cross-factory and cross-regional information integration, facilitating easier alignment with international standards. Through Industry 4.0 smart services, the system enables companies to enhance the intelligence of their products, strengthen after-sales maintenance, and improve their competitiveness in the global market.

前言

在當前全球經濟情勢波動的背景下，俄烏衝突及美中貿易戰的持續進行，正推動全球供應鏈的重構，這一動態變局為橡塑膠產業帶來了新的機遇與挑戰。臺灣橡塑膠產業廠商必須迅速調整其全球布局，增加研發投入，以開發高附加值的循環橡塑膠材料及其製品，並提升競爭力。

全球橡塑膠機械市場的主要需求來自汽車、包裝及製造業。汽車產業的復甦及電動車市場的擴展，將進一步推動需求增長；而包裝與製造業的持續發展，則為市場注入穩定動力。根據數據，2023年全球橡塑膠產業總產值達到255.82億美元，預計2024年將增長6.7 %。面對市場變化，臺灣企業積極開拓新興市場，包括東南亞與歐洲，以降低對單一市場的依賴。同時工業4.0技術的導入成為重組價值鏈的重要手段，以應對貿易環境的挑戰。臺灣在技術創新上具備優勢，特別在智能機械與環保解決方案方面。儘管面臨諸多挑戰，臺灣橡塑膠機械市場的全球發展前景依然可期。

於此協助國內吹瓶設備製造商數位轉型，導入機聯網稼動可視系統，實現設備製程的即時監控，有效達成設備生產管理，並透過地雲引擎平台技術完成跨廠跨區的異地資訊整合，使企業更容易接軌國際標準，在國際上擴展服務市場。

地雲引擎平台技術輕鬆達成跨產業機聯網和落地應用

在金屬加工產業，廠牌如發那科、三菱、西門子、海德漢、新代等之機聯網技術已屬成熟。例如使用VMX SMB整合各家控制器成一個單一介面，使用者可以根據資料路徑（Data Path）定義來取得特定的機台數據，透過這種統一的介面，無論控制器品牌或型號，皆能以一致的方式進行資料讀取與處理。

當應用於如吹瓶機這類屬於專用機的設備時，除了與大廠控制器通訊存取設定資料，這類專用機通常也以PLC（Programmable Logic Con-troller）作為控制核心，因此需透過PLC來獲取相關機台資訊。工業PLC除了提供了豐富的乙太網路通訊功能，包括TCP/IP和UDP協定，這使得高速資料傳輸和遠端監控成為可能，還可透過該通訊協議（Communication Protocol），用戶可以進行PLC的遠端資料讀寫操作，如圖1所示，地雲引擎平台即為此提供了三種通訊介面，可以依據需求設計對接通訊API，實現對橡塑膠產業資訊模型資料的讀寫操作[1][2]。目前地雲引擎平台已整合多種SMB，可對接PLC通訊模組，其中包括三菱MELSEC系列、西門子S7系列、Modbus等，這些模組的整合都可在SMB上進行不同PLC的數據處理和應用開發變得更為便利，無論是對泛用機還是專用機的數據整合需求，都能以一致且高效方式進行，成為了在跨產業和多元設備控制器環境中，實現統一數據獲取與管理理想平台。

圖1　地端設備與地雲引擎平台串接架構

在機台資訊整合方面，PLC除了負責監控和記錄機台的作動資訊與相關警報訊息，還會整合各種周邊感測器的數據，包括溫度、壓力、限位開關、電錶等設備的資訊，這些感測器的數據通常為時序資訊，透過DAQ client達成更高速傳輸的要求，從而實現對整個機台系統的全面監控與數據收集，我們能夠取得機台運行的完整資訊，供後續的SCADA（監控與數據採集系統）進行可視化呈現，以便營運人員能夠直觀地監控和分析機台狀態。

上一篇 - 智慧量測趨勢發展與產業應用