■ 智慧工廠：它是什麼以及建構智慧工廠所需的重要解決方案

最智慧工廠自動化震驚世界

不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測

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關於智慧工廠的話題已經有很多報導了。

在本報導中，我將嘗試將其簡化一點，首先簡要概述工業革命的歷史，介紹什麼是智慧工廠，然後更詳細地討論它鞥的特點、技術和解決方案。什麼是肉體（實體、硬體）和靈魂（網路、軟體）。

當時和現在的工業革命

要想全面瞭解什麼是智慧工廠，它的走向何方，首先要瞭解製造的歷史。

這一切都始於第一次工業革命，它在 18 世紀中葉，將機器引入工廠和農場。在過去 250 年左右的時間裡，製造業已經從手工發展到像紡紗珍妮這樣的機器，從機器的興起發展到 1908 年亨利·福特首次向公眾介紹的汽車，從新發明到數位技術，半導體、電腦和網路互聯成為可能。

直到幾十年前，第四次工業革命才帶來智慧製造技術，強調使用物聯網 (IoT) 實現自動化。

智慧工廠，為什麼它對你很重要

我們將簡要解釋什麼是智慧工廠，並深入挖掘其一些特徵，以及使其變得智慧所需的關鍵技術。

什麼是智慧工廠？

智慧工廠是採用智慧製造的生產線。智慧製造是使用工業 4.0 產生的各種技術和解決方案（如人工智慧和物聯網）來優化生產過程的製造。

透過使用智慧製造技術，智慧工廠以更少的錯誤、停機時間和人力來生產更多的商品，而傳統工廠依賴於容易出現人為錯誤，和生產延誤的手動流程。

智慧工廠的顯著特點是什麼？

智慧工廠具有以下特點：

是數位的。當工廠內部的事物相互「連接」（聯網）時，我們對工廠的瞭解更多。感測器和其他物聯網設備，用於收集有關設備和機器的數據。此類數據要麼儲存在本地伺服器中，要麼透過 Wi-Fi 或其他無線網路協議，傳輸到雲端以供進一步分析。這種感測器驅動的能力，有助於提高製造商對工廠中發生的事情的認識。
它很聰明。當工廠能夠告訴我們更多關於自身的資訊時，我們會做出更好的決定。例如，當數位雙胞胎（實體對象的虛擬對應物）接收到有關資產性能的數據時，它將在數位世界中運行、模擬以診斷性能問題，並生成未來預測，從而為預測性維護 (PdM) 提供有價值的見解。西門子和 IBM 等 IT 公司已經使用數位雙胞胎，來提高生產力並縮短開發週期。
它是自動化的。我們以更少的人力更快地生產商品。在製造業，自動化是由機器學習、人工智慧和大數據等技術驅動的。當給出告訴我們機器的性能、能量輸出和溫度的洞察力時，製造商能夠找出模式，並制訂規則，因此如果可能發生故障，機器就會知道該做什麼，並自動採取行動以避免生產停機和延誤。

打造智慧工廠的關鍵技術有哪些？

工業 4.0 由物聯網、大數據、機器學習和數位孿生等技術提供支持 —— 所有這些流行語都與智慧工廠的主題相關聯。

以下是每個術語對未來工廠的含義的簡短解釋：

物聯網 (IoT)。物聯網允許設備相互「交談」。當嵌入感測器、攝影機和其他設備的實體對象，連接到網路時，它們可以收集製造工廠內設備和機器的數據，對其進行分析，並使用由此產生的洞察力來優化營運。
人工智慧（AI）。人工智慧試圖讓機器像人類一樣「思考」。機器在消化物聯網設備收集的數據後，展示的這種智慧概念，在預測性維護 (PdM) 中發揮著重要作用。例如，支持人工智慧的系統，可以決定提前發送警報以預測故障。
機器學習 (ML)。機器學習是人工智慧的一種「方法」（或應用）。它透過在數據中發現模式，來訓練機器從經驗中學習，從而使它們能夠做出預測，以預測可能的未來的決策。受過良好教育的機器，可以在檢測到可能發生的故障時自動發出警報。
大數據。大數據是海量的數據。它是提供給人工智慧的資訊，讓它透過反複試驗學習，最終成長並變得更聰明。給出的數據越多，做出判斷的算法就可能變得越準確。
數位孿生。數位攣生幫助人們瞭解實體事物的現在和未來。它們是汽車、建築物和機器等實體對象的數位對應物。當嵌入在這些對象中的感測器收集的數據，被映射到這些虛擬模型上時，它們可以告訴製造商這些對象在現實世界中的表現，甚至可以虛擬地運行不同場景的測試，而無需建構實體原型。
機器人。機器人在日常生活中為人類提供幫助。在製造業中，機器人技術的應用包括機械臂在生產線上，承擔重複的常規任務，以及 AGV（自動導引車），幫助將重型材料，從一個地方運輸到另一個地方。機器人技術的重要性，更具體的機器人自動化，及其在智慧工廠中的作用，將在另一篇報導中討論。

簡而言之，這些數據驅動的技術是智慧工廠的支柱。當它們一起使用時，它們使機器能夠相互通信、獨立思考，並變得更智慧，從而實現更自動化和更高效的製造過程。

啟動智慧工廠的幾種解決方案

TECHDesign 是一棧式硬體開發平台，提供解決方案和服務，幫助你開發智慧解決方案。

為了掌握工廠的動態，這是實現工廠智慧化的第一步，我們選擇了幾個物聯網控制和監控解決方案：

工業能源監控系統是一個易於安裝、可客製化的系統，你可以透過查看 PC、筆記型電腦或行動設備上，可訪問的即時數據，來監控設備的耗電量、異常狀態、意外停機時間等。像這樣的管理系統，不僅可以檢測闖入、火災和其他異常情況，還可以在發生時發出警報；
倉庫監控系統可讓你即時查看溫度、濕度和空氣品質等環境參數；
照明控制系統可讓你遠端控制室內燈光，並分析消耗的電量；
如果你的工廠每天 24/7 運行時間表，則電池監控系統尤其重要。它會定期測量每個電池的電壓、電流、溫度和內阻，以防止故障；
用於數據收集和控制的無線網陸閘道器將你的電腦，和所有其他支持網路的機器連接起來，使它們在相同的共享無線連接下運行。這樣，數據被安全地收集在一個中心位置，以便更好地管理。你可以在此處瞭解有關網路閘道器的更多資訊；和
帶有 RFID 閱讀器或工業平板電腦的 RFID 標籤，是資產追蹤和庫存控制的完美組合。安裝和掃描這些標籤後，你不再需要計算你的物品，因為它們都已計算在內。