導(dǎo)語(yǔ)：

所謂的智能工廠，究竟是什么樣的概念呢芹敌？

可以用以下這樣的描述來(lái)形容。

將工廠內(nèi)的各式設(shè)備連結(jié)在一起垮抗，鋪設(shè)神經(jīng)系統(tǒng)氏捞、即時(shí)汲取所有信息，實(shí)現(xiàn)工廠活動(dòng)的可視化冒版，亦即讓所有活動(dòng)透明可見翅剔。

智能工廠就是用網(wǎng)路連結(jié)各處，管理工廠一切大小事

這樣的定義乍看之下有些抽象侈敏，以下再講得更具體一些迟凫。

所謂的 智能工廠， 就是借助實(shí)現(xiàn)以下兩件事

1. 將工廠內(nèi)的各種設(shè)備連結(jié)成網(wǎng)路

2. 從各種不同的角度取得與管理點(diǎn)的裝置有關(guān)的數(shù)據(jù)

力求

1. 工廠內(nèi)部種種活動(dòng)信息的可視化

2. 信息與信息間因果關(guān)系的明確化

繼而采取必要的行動(dòng)嫩视，把諸如此類的事項(xiàng)做得更好 ：

提升品質(zhì)管理能力

刪減包括間接部門在內(nèi)的管理成本

二氧化碳減量／節(jié)能

改善現(xiàn)金流量

而且是做到超出人類管理能耐的層次夏岩。 就是這樣的一個(gè) 次時(shí)代的工廠經(jīng)營(yíng)概念 。

接下來(lái)豪荧，我們一起看看智能工廠的細(xì)部信息矩粒。

既有工廠缺乏信息整合性、浪費(fèi)時(shí)間資源

在既有的工廠里筑陡，工廠內(nèi)的設(shè)備以及 MES 等系統(tǒng)歧蛾，在功能上都是各自獨(dú)立的系統(tǒng)。由于機(jī)器設(shè)備的供應(yīng)商不同辱矮、負(fù)責(zé)人不同等因素俗退，無(wú)論在技術(shù)上或是在組織上，都沒有整合在一起甜殖。一旦各系統(tǒng)之間需要合作满葛，或是必須共享超出人員負(fù)責(zé)范疇的信息時(shí)，只能透過(guò)各系統(tǒng)產(chǎn)出的報(bào)告罢屈，以及下載自各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)嘀韧，以實(shí)際經(jīng)由人手轉(zhuǎn)交的實(shí)體形式篇亭，滿足系統(tǒng)間合作與分享信息的需求。

但信息的共享只要經(jīng)過(guò)人的手锄贷，就無(wú)可避免會(huì)因?yàn)樾枰幚頃r(shí)間而產(chǎn)生時(shí)間落差译蒂。傳遞信息的人員，被迫有許多后續(xù)作業(yè)必須完成谊却，而且對(duì)提供信息的一方來(lái)說(shuō)柔昼，要是自己得不到好處，他們也不會(huì)把信息丟出來(lái)炎辨。

這會(huì)導(dǎo)致需要信息的人捕透，連自己到底有沒有掌握信息，都搞不清楚碴萧。更別說(shuō)要借助分享彼此的信息解決問(wèn)題乙嘀，或是設(shè)想出足以提升作業(yè)效率的新手法了，幾乎無(wú)法期待能做到這樣的事勤消。

若以人的身體來(lái)比喻美丝，就像是一種手指、四肢源糖、眼睛替塑、耳朵、大腦师晨，全都只照自己的步調(diào)在運(yùn)作的狀態(tài)梦啊。就算大腦想要向右走，可能得花上好幾天厌留，腳才會(huì)往右移動(dòng)。就算腳受傷耙钉，可能得花上好幾天囊像，大腦才知道這件事。就是類似這樣的情形卡竣。

智能工廠就像工廠有個(gè)統(tǒng)一大腦禾门，不會(huì)手跟腳得到的信息不同

相較之下，在智能工廠里蝴韭，屬于同一階層的部門或設(shè)備之間自不在話下够颠，就連在分屬于上下階層的狀態(tài)下，依然能夠透過(guò)網(wǎng)路榄鉴，機(jī)動(dòng)地交換信息履磨。在智能工廠里，完全不存在任何部門之間或設(shè)備供應(yīng)商之間的隔閡庆尘。

這和一九九〇年代發(fā)生的企業(yè)信息系統(tǒng)的開放化剃诅，是一樣的狀況巷送。

過(guò)去，不同廠商生產(chǎn)的個(gè)人電腦之間矛辕，無(wú)法彼此連接笑跛。要讓個(gè)人電腦與商用電腦連線、合作聊品，簡(jiǎn)直是癡人說(shuō)夢(mèng)飞蹂。但現(xiàn)在辦公室里的 CPU（中央處理器），包括影印機(jī)在內(nèi)翻屈，彼此連線已經(jīng)是理所當(dāng)然陈哑。同樣的，工廠里的各種設(shè)備吊冬，也將彼此連線擒摸。

只要透過(guò)網(wǎng)路彼此連線，既能大幅縮短時(shí)間落差量伏，原本必須仰賴工作負(fù)責(zé)人的資訊共享兴氧，以及從組織的角度共享與活用資訊，都會(huì)變得更為容易畴贵。

屆時(shí)厦冤，大腦的思考會(huì)馬上傳達(dá)給四肢，四肢感受到的一切幅秉，也會(huì)馬上傳達(dá)給大腦奔豫。

怎么樣才算是一個(gè)智能工廠？

智能工廠是一個(gè)伴有具體“機(jī)制”的概念渠跷。此一“機(jī)制”的核心部分袄洁，主要是以「信息系統(tǒng)」的樣貌呈現(xiàn)。

不過(guò)收罢，要請(qǐng)各位注意的是晤泌，這里講的“信息系統(tǒng)”是一個(gè)新概念，它不同于在制造業(yè)已日漸普及的 ERP 類的“信息系統(tǒng)”耕姊、在制造第一線活躍的工廠自動(dòng)化設(shè)備等“控制系統(tǒng)與機(jī)器人”桶唐，或者是用于讓全公司溝通的群組軟件等“信息系統(tǒng)”。

那么茉兰，智能工廠的系統(tǒng)究竟必須具備何種特征尤泽，才能成為智能工廠呢？以下我們分別探討规脸。

最頂層是工廠管理系統(tǒng)坯约，這里處理的是工廠經(jīng)營(yíng)時(shí)需要的信息。包括財(cái)務(wù)信息在內(nèi)莫鸭，有 KPI（Key Performance Indicator鬼店，關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)）之稱的經(jīng)營(yíng)指標(biāo)网棍，乃至于二氧化碳減量等企業(yè)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任時(shí)必須關(guān)注的指標(biāo)，都?xì)w在這里妇智。

往下一個(gè)階層就是所謂的基礎(chǔ)系統(tǒng)滥玷。這些基礎(chǔ)系統(tǒng)是由 ERP 所涵蓋的部分，以及個(gè)別套裝軟件或各公司獨(dú)自打造的系統(tǒng)等所構(gòu)成的巍棱。

智能工廠的系統(tǒng)概要

接著在下一層當(dāng)中有 MES信撞，其下層又設(shè)有 SFC。此外穴你，針對(duì)資源（電力癣垛、熱力、水）等基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)乓收，也力求透過(guò)網(wǎng)路收集數(shù)據(jù)瞻坊。

那么，就來(lái)詳細(xì)看看各項(xiàng)目愧棋。

控制類系統(tǒng)與信息類系統(tǒng)的合作

我再?gòu)?qiáng)調(diào)一次兼峻，智能工廠里的大前提是，利用網(wǎng)絡(luò)罗和，把現(xiàn)存于工廠的各種工廠自動(dòng)化機(jī)器神深、設(shè)備、電力等基礎(chǔ)架構(gòu)功哮、單獨(dú)的管理系統(tǒng)等仅谍，都串連起來(lái)。而且援奢，這些信息不是只用在生產(chǎn)第一線而已兼犯，還必須傳輸?shù)揭哉乒苌a(chǎn)資料的 ERP 為首的基礎(chǔ)系統(tǒng)，以及經(jīng)營(yíng)高層用于做決策的信息系統(tǒng)集漾，再予以活用切黔。

若以專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)講的話，其實(shí)就是讓“控制類”的電腦系統(tǒng)帆竹，和“信息類”的系統(tǒng)連上線。那么脓规，這些以“控制類”稱之的系統(tǒng)栽连，是什么樣的系統(tǒng)呢？

所謂“控制類”的系統(tǒng)侨舆，正如其名稱所示秒紧，就是“用于控制機(jī)器的電腦”。代表性的有名為 PLC 的機(jī)器挨下。

PLC 是一種小型電腦熔恢，其內(nèi)部裝有微處理器脐湾，這點(diǎn)和一般電腦相同，但它所使用的語(yǔ)言是把電氣回路符號(hào)化而來(lái)的叙淌，因此 PLC 的程序設(shè)計(jì)必須由擁有特殊知識(shí)的電氣技術(shù)人員來(lái)做隶秒，一般電腦程序設(shè)計(jì)師是做不來(lái)的。PLC 原本是由過(guò)去在汽車制造等自動(dòng)化系統(tǒng)中使用的“繼電器裝置”發(fā)展而來(lái)的摆咽。

所謂“繼電器裝置”媒敲，是一種能因應(yīng)可切換開啟／關(guān)閉之類的動(dòng)作開關(guān)、裝置實(shí)際處理的數(shù)量种功，或者電力機(jī)器等設(shè)備的狀態(tài)透鹊，輸出控制用的電氣訊號(hào)，借以控制機(jī)器的裝置共吞。一臺(tái) PLC召期，可以代替數(shù)千個(gè)繼電器裝置。

由于 PLC 是一個(gè)向工廠自動(dòng)化的機(jī)器與設(shè)備傳達(dá)命令的系統(tǒng)铡急，其穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性就格外受到重視编漆。此外，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)控制处冰，在安全上極為重要酸疹，因此它必須達(dá)到的反應(yīng)速度，也就是系統(tǒng)的處理時(shí)間赞辩，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比主要由人類使用的信息類系統(tǒng)來(lái)得快雌芽。

順帶一提，在作業(yè)系統(tǒng)方面也一樣辨嗽，PLC 使用的不是一般用于個(gè)人電腦上的那種作業(yè)系統(tǒng)世落，而是名為“即時(shí)作業(yè)系統(tǒng)”（RTOS, Real-Time Operating System），可同時(shí)處理多項(xiàng)任務(wù)糟需，還能夠確保在一定時(shí)間內(nèi)回應(yīng)的作業(yè)系統(tǒng)屉佳。

近年來(lái)，導(dǎo)入 MES 系統(tǒng)的企業(yè)也變多了洲押。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)武花，它雖然不算是“控制類”系統(tǒng)，但可以定義為杈帐，把“信息類”與“控制類”系統(tǒng)之間缺少的連系補(bǔ)上的“信息系統(tǒng)”体箕。MES 的主要功能在于，把來(lái)自于 ERP 的生產(chǎn)計(jì)劃挑童，轉(zhuǎn)換為更符合制造第一線實(shí)際狀況的“制造指示”累铅，并予以管理。

MES 在設(shè)計(jì)上也有透過(guò) PLC 取得數(shù)據(jù)、協(xié)助品質(zhì)管理的用意在禽岭。但必要數(shù)據(jù)只有一部分是以透過(guò)網(wǎng)路取得為前提诉抱，其他資訊則是透過(guò)輸入終端，以人工手動(dòng)輸入的方式取得艘励。

綜上所述聂闺，在今后的智能工廠里，工廠自動(dòng)化設(shè)備主要是透過(guò)三種形式與信息類系統(tǒng)取得連線紧燎。

1. 直接取得 FA 設(shè)備的信息

2. 收集來(lái)自 PLC 的信息

3. 收集 MES 的信息

這三種無(wú)論哪一種燕柠，前提都是實(shí)際透過(guò)網(wǎng)路的連結(jié)自動(dòng)取得資訊。相關(guān)技術(shù)的細(xì)節(jié)戒款，我會(huì)在下一項(xiàng)中介紹尊慷。

此外，雖然 FA 設(shè)備区孩、基礎(chǔ)系統(tǒng)肖婴、工廠管理系統(tǒng)連成了一個(gè)網(wǎng)路，但還是必須明確區(qū)分是控制類還是資訊類系統(tǒng)刑嚷，分別予以管理與使用略裹。若為資訊類系統(tǒng)，就算因?yàn)榫W(wǎng)路的擁塞等因素闽巩，導(dǎo)致資訊延遲若干時(shí)間才收到钧舌，問(wèn)題也不大；但如果是控制類系統(tǒng)涎跨，資訊的延遲就可能引發(fā)嚴(yán)重問(wèn)題洼冻。

標(biāo)準(zhǔn)接口之采用

既有的制造設(shè)備，把大量的系統(tǒng)建構(gòu)工作隅很，發(fā)包給特定設(shè)備建置供應(yīng)商處理撞牢，是一種理所當(dāng)然的做法。該承包商在建構(gòu)系統(tǒng)時(shí)叔营，采用了自己最熟悉的的 FA 設(shè)備廠商的接口屋彪，而變得不容易與采用其他接口的系統(tǒng)合作。之所以會(huì)這樣绒尊，也是因?yàn)楦魇皆O(shè)備的界面沒有標(biāo)準(zhǔn)化畜挥，承包的供應(yīng)商很難單憑一己之力，建構(gòu)出能夠讓不同設(shè)備間交換資訊的功能婴谱。

但在智能工廠中蟹但，PLC 與 FA 設(shè)備基本上都采用標(biāo)準(zhǔn)接口。工廠內(nèi)的各式設(shè)備薛苫，就能夠透過(guò)網(wǎng)路交換資訊了鹤梯。標(biāo)準(zhǔn)接口的采用，是智能工廠這個(gè)概念的一大原則排貌。

不同設(shè)備各有不同的使用目的犬洽，所需要的規(guī)格也很多樣化，不可能全部都做成通用式的規(guī)格投谅。不過(guò) PLC 以及組件未來(lái)可以想見會(huì)急速走向通用化纪萎。一旦走上通用化，建構(gòu)系統(tǒng)的知識(shí)技術(shù)就可能標(biāo)準(zhǔn)化蘑劲，變得可以分享與再利用虹限。

企業(yè)用戶在推動(dòng)智能工廠時(shí)，必須充分探討要如何制定自己公司的標(biāo)準(zhǔn)化方針似魄。因?yàn)榕硇剑@一點(diǎn)正是決定未來(lái)投資績(jī)效好壞的重要因素。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)界面作姐，后面我會(huì)詳加介紹夜矗。

日志數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換為 KPI

FA 設(shè)備的數(shù)據(jù)，本來(lái)就是以很精細(xì)的單位在處理與管理的让虐。不消說(shuō)紊撕，在短短的一秒鐘時(shí)間里，機(jī)器就已經(jīng)下了好幾個(gè)判斷赡突，處理了好幾件事对扶。但就算把 FA 設(shè)備連成網(wǎng)路，將這樣的數(shù)據(jù)抓到信息系統(tǒng)里惭缰，對(duì)人類（管理者）來(lái)說(shuō)浪南，這么巨細(xì)靡遺的數(shù)據(jù)，還是可以清楚地畫分為有意義與無(wú)意義兩大類从媚。

雖然說(shuō)是即時(shí)逞泄，但對(duì)于機(jī)器的所有即時(shí)動(dòng)作，管理者并沒有必要全部掌握拜效。把控制類的數(shù)據(jù)給信息化的用意喷众，就是要把原本只是陳列出來(lái)、不具任何意義的數(shù)字紧憾，轉(zhuǎn)換為具有意義的切入角度或是單位到千，再予以管理。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明好了块生。假設(shè)想知道電力消費(fèi)的狀況稻诚，而感測(cè)器是以秒為單位把數(shù)據(jù)傳過(guò)來(lái)的。那么廓蒜，如果要問(wèn)辖狞，以秒為單位的耗電數(shù)據(jù)钻国，對(duì)管理階層來(lái)說(shuō)，是否有意義孩置？一般來(lái)說(shuō)燎称，是沒有意義的。就算看再多以秒為單位的數(shù)據(jù)罚栏，一方面很難判斷數(shù)據(jù)好壞贩溉，也無(wú)法采取任何行動(dòng)（除非數(shù)字很明顯異常，那就有意義了）增捻。對(duì)管理階層來(lái)說(shuō)膨桂，需要的應(yīng)該是“生產(chǎn)一件或一個(gè)批量的特定產(chǎn)品，需要耗費(fèi)多少電力”锥惋，或是“待機(jī)時(shí)與高峰時(shí)耗費(fèi)的電力”吧昌腰。

總之，感測(cè)器按秒傳來(lái)的數(shù)據(jù)膀跌，不要只是直接儲(chǔ)存起來(lái)剥哑，而是要轉(zhuǎn)換為能夠活用的管理信息，再儲(chǔ)存起來(lái)淹父≈暧ぃ或者，也可以把儲(chǔ)存起來(lái)的數(shù)據(jù)暑认，定期透過(guò)批次處理等方式困介，轉(zhuǎn)換為管理階層需要的形式，儲(chǔ)存于資料庫(kù)中蘸际。

更重要的事情是座哩，不要把每種數(shù)據(jù)當(dāng)成單項(xiàng)數(shù)據(jù)（像是各設(shè)備耗費(fèi)的電力）儲(chǔ)存，應(yīng)該要根據(jù)預(yù)先定義好的資料模式粮彤，把相關(guān)數(shù)據(jù)（制造訂單編號(hào)根穷、測(cè)定時(shí)刻等）加進(jìn)來(lái)一并儲(chǔ)存，好讓應(yīng)用程序能夠活用這些數(shù)據(jù)蓝漏。這可說(shuō)正是智能工廠的精髓所在诽怨。

讓事業(yè)能夠成功的重要企業(yè)活動(dòng)，稱為「關(guān)鍵成功因素」（KSF）吭匀；實(shí)際用于管理 KSF 的數(shù)字指標(biāo)食云，稱為「關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)」（KPI）。從經(jīng)營(yíng)階層到第一線為止螺城，都可以定義 KPI痒池。名為「指標(biāo)」，因此多半是結(jié)果的數(shù)字躬伐，但制定 KPI 原本的用意其實(shí)是「希望以數(shù)字呈現(xiàn)出能夠帶來(lái)成果的驅(qū)動(dòng)指標(biāo)」凉陌，管理階層可以透過(guò)監(jiān)測(cè) KPI 得知未來(lái)的成果如何星茶，并隨時(shí)采取行動(dòng)，藉以提升成果的水準(zhǔn)埠浩。這才是 KPI 原本的正確使用方法尊陪。

假如果只是結(jié)果的數(shù)字，那么再怎么管理捕谢，或許可以成為有助于未來(lái)行動(dòng)的參考數(shù)據(jù)，但是卻無(wú)法改變已經(jīng)出現(xiàn)的結(jié)果（雖然這也是理所當(dāng)然的）酵熙。在結(jié)果出現(xiàn)之前轧简，掌握其預(yù)兆，事前采取因應(yīng)的措施匾二，以創(chuàng)造出正確的結(jié)果哮独，能夠以這種形式活用 KPI，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)是最理想的察藐。

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