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分散式資料擷取系統助陣 TSN精準掌控工業應用

文‧盧佳柔 發布日期:2017/07/24 關鍵字:工業4.0NIAI

時效性網路(TSN)助攻,智慧工廠應用更精準。IEEE定義的TSN支持即時與可信賴的網路,透過TSN可讓所有節點建構在既有網路的架構進行同步,且無須另外布線。該技術成功導入分散式資料擷取系統架構,力促工廠智慧化應用。

星協系統科技專案經理吳志二認為,所謂的工業4.0或智慧工廠,就是以「打散」的概念,使不同的節點皆代表一個智慧的象徵,而這些不同的節點將會組合成為一個神經網路,在網路間能彼此互動,而非傳統網路結構一層層逐步上傳。換言之,每個節點都必須植入一些人工智慧(AI)或演算法功能,讓節點能夠具備思考能力。

基於這個理由,TSN在未來的工業網路中將扮演關鍵角色。吳志二舉例,傳統輸送帶設計概念為專用型設計,只為單一產品量身打造的應用;而智慧型輸送帶則可符合多樣型應用,滿足重複使用性的特色,不過,這種作業方式的複雜度也相對提高。例如輸送的過程需要影像識別功能辨識不同物體,物體取、放的方式也不盡相同,主要透過多線程的方式,同時排定多項工作,提升效率。換言之,智慧輸送帶的運用是將每條輸送帶看成是一個單元,就像是樂高積木一樣,可重複使用、重新拼裝重組。

綜合上述所言,智慧輸送帶的控制核心就像是頭腦在做決策,底下必須要有不同的節點彼此溝通;因此,傳統工業製造不僅是應用模式的轉型,連商業模式也有所調整,過去的成本計算方式是依照不同產品建立不同的產線設計,而現在則是以提供服務為導向,可重複使用既有的元件與應用,並套用在不同但可共同使用的專案上,拉長成本攤提的時間。

另一方面,以船舶應用為例,透過國家儀器(NI)具備TSN技術的CompactRIO進入船上系統的一個節點,即可偵測船上的所有狀態,例如油耗、溫度,若有異常即可提醒船員或預告船員。

工業原始設備製造商(OEM)設計的工業4.0解決方案,必須整合IT(Information Technology)與OT(Operation Technology)架構。然而,OT網路要求保證精確時間發送封包,跟傳統IT網路的需求不同。同時,在OT領域中,通常頻寬速度限制在10~100Mbit/s,不足以支援應用於工業市場的新技術,如高解析度影像的應用。透過TSN標準,可整合IT與OT網路環境,實現Gigabit的頻寬、簡化網路部署與管理效能,協助達成新工業應用技術。

國家儀器行銷工程師吳維翰強調,TSN的目標不僅是提供OT與IT整合的技術,該技術的價值所在,是可以與工廠內既有的網路架構相容,使目前存在的現有技術能容易被採納與升級,雖然在工廠升級的過程中,難免會有一些元件或設備需要汰換,但過程中可以以更無痛的方式獲得提升。

TSN與其他技術最大的差異,在於該技術借用原有網路架構成分更高一些,使廠商可基礎於原來既有的網路,進一步提升聯網效能,增加系統廠商投入意願。

在不久的未來,台灣產業將面臨轉型、被淘汰的階段。吳維翰談到,前兩年的時間,台灣產業升級到工業4.0的概念還是相當模糊,不過,這些概念都開始明朗起來,無論是媒體報導、產業或商業的應用,都開始逐漸具體化,並導入客製化生產概念,而此趨勢也將會愈來越普及。

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