智慧製造的架構

智慧製造又稱工業4.0，是一套以Big Data大數據、AI人工智慧和IoT物聯網為技術基礎的解決方案。智慧製造的技術，讓製造業可以面對高客製化、少量多樣、短交期等，隨時高度變化的市場需求挑戰，做到低成本又高效率的生產。

智慧製造／工業4.0利用IoT物聯網技術，達成機聯網/設備聯網和IIoT工業物聯網架構，收集製造過程中各種即時數據，透過數位軟體系統工具雲端平台，整合各流程中IT+OT數據，完成全面性的數據融合，打造製造現場的神經網路，並建構大數據模型。

協助組織中不論管理者或第一線工作者，透過掌握即時完整且科學的數據和數據應用，馬上從問題中找到關鍵瓶頸點，快速做出正確決策和判斷，達到更有效的人機協作。

擁有即時正確的科學數據，就能讓製造現場擁有智慧，

製造業的數位轉型，就是數據驅動的智慧製造。

智慧製造／工業4.0讓製造現場可以做到隨時反應、彈性且靈活生產，提高設備OEE、稼動率和產能利用率。

利用大數據達到預知保養，在不影響生產的規劃下，減少設備無預警停機，提升產線穩定度，並確保交期達成率；利用生產現場的各種即時數據，建構數據模型，達到預測、優化生產品質、確保物料準時備齊，減少製造現場停工和等待時間。

IT+OT的融合，打造全面性的智慧製造

以Top-down由上而下宏觀的方式，全面性利用數位軟體系統工具雲端平台，整合製造工廠中，生產製造相關各流程的數據資訊，建構智慧工廠。 

1.利用智慧製造與智慧機械雙引擎，加速企業數位轉型

製造業現場要進行數位優化，可從整體性的智慧製造，和單一製程下，製造相關設備的智慧機械，整合這兩個層面開始進行。

▌智慧製造

全面性從人、機、料、法、環等五大環節，進行整體的製造生產過程管理。

▌智慧機械

透過IoT物聯網讓設備上網（也就是以機聯網的技術），利用即時數據將設備智慧化，提升單一設備的運行效能和生產能力、降低非預期停機的風險，做到單一的製程管理。

>>>了解更多：智慧製造和智慧機械雙引擎，加速數位轉型

2.工廠數據全面整合，落實製造業智慧製造之路

透過IoT物聯網收集製造現場中，全方位即時且正確的數位數據，利用數位軟體系統工具雲端平台，將IT+OT的數據融合後，才能徹底掌控各種機台設備未來的規劃，和現在運作的實際狀況，並以此打造靈活應變製造現場的基礎。將數據透過整合計算分析，以科學模型及演算法，減少人為疏忽和製造瓶頸，最終達到數據價值。

▌IT(資訊技術, Information Technology)數據

通常是指製造相關運作流程中的數據。如，訂單、產品品號、製程類型、模具/治具/夾具、材料和品質良率等。

▌OT(營運技術, Operation Technology)數據

通常是指透過IoT物聯網和感測器等技術，取得的設備/機械等製造相關即時數據資訊。如，生產數量、工藝參數的設定值、感測器中得到的工業數據和環境的實際值。

>>>了解更多：

什麼是智慧機械？智慧機械的3大訴求有哪些？

掌控機台全方位行為，落實製造業數位轉型之路

>>>實際案例：

『智慧工廠』從加工設備與製造執行系統的軟硬整合開始

3.IT+OT數據融合，推動智慧製造四階段

製造業工廠利用智慧製造技術架構，做到進行數位轉型。以IT+OT深度融合工廠整體的數據，建構預測問題和自動優化調整的系統機制，可以即時因應內、外部的變動，不斷自我調整，隨時都能以最有效率的方式運作，建立競爭力，加速企業數位轉型∘

IT+OT數據在智慧製造四階段的應用

▌可視化：知道發生什麼事

▌透通化：知道為何發生

▌預測化：從容應對，最低損失處理

▌自適應：自動最適切安排，永保最優化

>>>了解更多：製造業數位優化四階段，工廠數據如何全面整合？

4.掌握什麼重要數據，才能達到彈性靈活應變智造現場？

有正確且即時的數據，搭配完整的邏輯規則，才能在面對突然發生的問題、分秒必爭的時刻，立刻進行正確的決策，讓工廠和產線順利運作。

掌握什麼重要數據，才能打造快速靈活應變的智造現場？

▌即時的製造現場狀況

▌反映現況的標準工時

▌目前的設備妥善狀況

>>>了解更多：掌握什麼重要數據，才能達到彈性靈活應變智造現場？

智慧製造的基礎，從IoT物聯網開始

從Bottom-up的角度，了解如何透過IoT物聯網和數位軟體系統工具雲端平台，由下往上從基礎架構打造智慧製造／工業4.0。

1.如何打造快速靈活應變的智造現場？

擁有即時數據，製造工廠能夠作到資訊透明、資訊監控、即時反饋，所以讓製造相關資訊達到時間同步，是打造智慧製造／工業4.0的重要基底。製造業如何應用門檻不高，且第一線人員又方便的技術，自動地取得工廠中重要的數據？

利用物聯網/機聯網，如何將數據轉化為可以參考的資訊呢？

▌有效率的快速報工

▌動態調整的標準工時

▌可控制的設備妥善狀況

>>>了解更多：如何打造快速靈活應變的智造現場

2.物聯網的數據品質，決定智慧製造的成效 

機械設備透過IoT物聯網技術，達成機聯網和IIoT工業互聯網架構，收集的數據應該具備哪些品質因素，才能做到有效的分析效果？

決定數據品質的3種因素：

▌數據來源要夠細：涵蓋範圍夠小。

▌數據來源要夠精：取樣頻率夠快。

▌數據來源要夠準：錯誤率夠低。

有效提高OEE才是物聯網的重要效果

利用有品質的數據，計算OEE的時間稼動率(A)、性能稼動率(P)、品質稼動率(Q)，再分別展開分析出設備故障、過程損失、閒置&暫停、設備降速、不良品和成品率降低等六大損失。若想更深入探討問題點，可再利用MTBF更確認效率低落的根本原因，並加以改善來提高OEE。

>>>更多說明：數據品質3特性，強化現場OEE，讓機台說出真相！

3.以物聯網建構製造現場神經網路，靈活應變且『做對的事』

如何才能在瞬息萬變的製造現場，透過應用IoT物聯網即時數據的分析結果，機動調整與快速彈性因應突發問題狀況，讓生產製造現場隨時保持最佳狀態？

▌做好完善周密的計畫

如適切的生產排程，透過歷史數據的分析、設計、導入與管制等，『以靜制動』的強化。亦如同控制學中的強健控制(Robust control)，設計一組強健控制系統，讓控制的標的不管如何改變，都可以因應。

▌利用客觀數據，當作計畫的後盾

因為人工回報的數據，不但不夠精確、常有錯誤，且不夠細節與即時。所以，唯有基於機聯網所收集的真實數據，才足夠貼近事實，並以此規劃完善周密的計畫。

以數位軟體系統工具雲端平台收集、整合和應用機聯網的數據，就像是建構製造現場的神經網路一樣，串聯各流程相關的數據，快速又有效地從問題中找到關鍵的瓶頸點。

>>>了解更多：如何應用IoT，快速提升製造現場OEE？

4.訂閱新模式，無負擔實現智慧製造，並以數據驅動創新

智慧製造和工業4.0並非遙不可及，利用微服務架構，將大型軟體模組化、輕量化與靈活化。搭配IoT物聯網的技術，讓中小企業可以用訂閱的新模式，不需一次投入大量成本，階段式選擇需要的功能即可，且安裝和使用都很簡單，馬上就能邁出走向智慧製造的第一步。

>>>延伸閱讀：訂閱式機聯網應用，簡單實現數據驅動的智慧製造

>>>了解更多：物聯網如何提升設備稼動率？

5.加入生態系，智慧機械雲帶領企業邁向智慧製造

智慧製造需要整合精密機械和智慧技術才能做到，台灣機械公會提供開放式的平台，串聯上下游夥伴，以軟硬整合的方式，協助精密機械的設備業者可以專心在本業的深耕，透過夥伴加值，轉型成為智慧機械廠商，順風搶搭工業4.0列車。

>>>了解更多：加入生態系，智慧機械雲帶領企業邁向智慧製造

本次概略說明智慧製造的架構，智慧製造是製造型企業本質的硬實力；企業內部的組織規劃、人員能力和營運流程等，則是企業數位轉型的軟實力。

想進一步了解企業進行數位轉型，需要具備的關鍵軟實力是什麼嗎？《數位轉型》帶你了解更多內容。

參考資料：一鍵導入智慧應用 智慧機械雲年底上架百個App服務、結合Intel與鴻海5G優勢，鼎新電腦打造智慧製造、智慧機械雙引擎平台、政府推雲平台 助攻產業、本土智慧機械雲平台上線、智慧機械雲平台、公版智慧機械雲應用服務介紹、智慧機械雲平台加速臺灣產業數位轉型 助製造業精準掌握後疫情時代商機、雲端平台服務技術於機械產業的應用與商業模式