智慧制造背后关键自动化产线的细胞核

  • 科技
  • 2025年01月04日
  • 智慧制造背后关键:自动化产线的“细胞核” 讲到智慧制造,免不了地就要提到自动化控制,以及目前众人讨论的工业4.0发展,其中包含5G连网技术在内的全新网络连接模式与各类物联网应用模式,而背后更重要的是推动机械自动化操作的控制元件。 一如需要透过大脑、各个神经元、细胞核等连接,才能让四肢产生运动,并且举起重物或操作器材,控制元件在工厂自动化流程里也同样扮演重要角色,借由成为资讯传达中枢

智慧制造背后关键自动化产线的细胞核

智慧制造背后关键:自动化产线的“细胞核”

讲到智慧制造,免不了地就要提到自动化控制,以及目前众人讨论的工业4.0发展,其中包含5G连网技术在内的全新网络连接模式与各类物联网应用模式,而背后更重要的是推动机械自动化操作的控制元件。

一如需要透过大脑、各个神经元、细胞核等连接,才能让四肢产生运动,并且举起重物或操作器材,控制元件在工厂自动化流程里也同样扮演重要角色,借由成为资讯传达中枢,如此才能将控制端的指令透过电力传输,进而转换成生产动能,并且能改善传统十足仰赖人力生产的工业模式,让人力资源能获得更有效运用。

从过往蒸汽机带来工业,以及电气化所产生新一波工业,目前众人提倡的工业4.0便是因应5G联网、自动化产线设计逐步成形,而恩智浦在此类技术应用中的微型控制元件 (MPU)有不少着墨,例如旗下i.MX系列便能以Cortex-M7等ARM架构处理器设计更低能耗,以及更好的数据串接能力,借此在自动化对数据深度感知、制作流程自动优化判断,或是精准判断执行能力等,借此免除人工逐一设定控制,以及排除问题等花费时间与人力成本,因应大量制造生产需求。

智慧制造仰赖更聪明的微型控制元件

从目前现代化的生产流程来看,传统透过人力手工制作,乃至于借助机器生产,但仍须人工设定、确认,并且在生产过程排除问题、检视生产品质的模式已经逐渐改变,对于大量制造需求越来越多情况下,透过人工逐一检视生产品质、确认产线问题的情况可能越来越无法符合实际效益,如何透过产线自动化确保生产品质将成为现代化工业发展重要课题。

例如大量生产手机关键元件的产线,要逐一检视生产结果品质的话,必须花费大量人力检视,即便透过一定比例抽检也会因为生产数量增加而必须增加检验成本,若能直接在生产过程自动确保品质,在第一时间发现生产品质发生异常时,即可立即确认、检视,并且自动完成修正,不但可让产线效能提高,同时也能确保生产品质。

而在这样的需求之下,新一代产线自然必须导入更多新技术,例如透过各类感测元件、影像识别设备等协助确认产线生产流程是否发生异常、制作物品结果是否正常,而这些感测元件、识别设备背后的控制元件也显得更加重要,必须扮演前端撷取数据传递、演算分析,并且将结果传递回产线前端,一旦系统发现产线异常即可自动排除,借此确保产线自动化流畅。

就整个产线自动化来看,微型控制元件几乎可说是扮演着“细胞核”的角色,虽然看似不起眼,却在整体产线的每个细节担任关键驱动任务,但持续导入影像识别、人工智能判断等新技术之下,微型控制元件仍成为产线自动化发展重要关键。

不过,对于目前众多厂商投入产线自动化布局情况来看,面对不同需求自然也形成众多微型控制元件客制化日趋复杂,例如不同产线电路、控制系统均有差异,同时包含网络连接、安全控制等设计也均不同,加上产线自动化投入发展伴随元物料精准控管也成为重要议题之下,如何协助大量自动化生产降低成本支出也是微型控制元件客制设计需求之一。

工业生产走向自动化发展,并非仅只是让机器自行接电运作,而是借由各类微型控制元件确保产线运作正常、确保生产品质,同时可在问题出现时自动修正,并且依照不同产线需求透过客制化达成最佳运作,进而能在产能、品质兼具之下,同时精准控制制作与后续检视品质所需花费成本。

以恩智浦过去在半导体发展经验来看,工业自动化发展的关键在于微型控制元件如何在端点运作发挥作用,而此部分也与市场越来越重视端点运算的发展趋势吻合,甚至发挥相辅相成作用。

数位网络化、智慧化管理 智慧制造缺一不可

而智慧制造是否可以突破过去工业标准进入大量生产规模,恩智浦认为借由射频RF、数位网络化 (Digital Networking)、时间感测网络建置 (Time-Sensitive Networking),透过非接触形式自动识别、传输存储及检验数据,并且顺利获取相关资料,让识别工作无须人工介入,成为未来工业客制化及自动化发展重要基础之一,同时提升整体效率与调度灵活性。

数位网络化、智慧化管理等也同样成为智慧制造重要关键,透过资料统合管理、统一标准化,并且在不同生产设备确保资料传输正确,同时提供低时延、高效能同步,并且确保资料传输稳定、流畅,因此也让自动化产线规划变得更加重要,因此就恩智浦观察认为,诸如时间感测网络建置工程将格外重要。

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