智能(neng)(neng)工廠可以分為(wei)(wei)三個層次，一(yi)層是(shi)以自動化及(ji)(ji)控制為(wei)(wei)主的(de)設(she)備(bei)層解決方(fang)案(an)，導(dao)入的(de)應用(yong)(yong)為(wei)(wei)CNC數控設(she)備(bei)，以及(ji)(ji)PLC、I／O、觸摸板及(ji)(ji)運(yun)動控制產品為(wei)(wei)主；二層為(wei)(wei)人(ren)機界面和監控系(xi)統(tong)，導(dao)入的(de)應用(yong)(yong)包括(kuo)HMI／SCADA、整合監控廠務設(she)備(bei)、收集(ji)實時及(ji)(ji)歷史數據及(ji)(ji)整合分析效能(neng)(neng)與節能(neng)(neng)控制；三層為(wei)(wei)生產管理解決方(fang)案(an)，導(dao)入的(de)應用(yong)(yong)為(wei)(wei)MES／EMI，提供生產線工單、投料、備(bei)料全自動信息。

       如果從軟件解(jie)決方案的角度(du)切(qie)入，上層(ceng)為實時(shi)信息入口網站，然后依序為智(zhi)能(neng)工廠性能(neng)分(fen)析和生產執行(xing)、綜合質量管理、資(zi)產管理、工廠數據(ju)庫(ku)、圖(tu)形監控設備(bei)及底層(ceng)的編輯與控制，這些作(zuo)業平臺，智(zhi)能(neng)工廠可以(yi)根據(ju)需求(qiu)來建(jian)置。

       導入智能(neng)工廠應用可以(yi)帶(dai)來(lai)的(de)好處，是顯而(er)易見的(de)。以(yi)LED燈具(ju)(ju)生產(chan)線(xian)為例，每(mei)一(yi)個(ge)(ge)LED燈具(ju)(ju)的(de)工序多達(da)數十個(ge)(ge)，每(mei)一(yi)個(ge)(ge)工序都要做好分配。為了追求(qiu)生產(chan)速度(du)，可能(neng)就(jiu)(jiu)需要20幾個(ge)(ge)人來(lai)裝配，但導入自(zi)動化(hua)生產(chan)線(xian)之(zhi)后(hou)，7秒(miao)就(jiu)(jiu)可以(yi)完成一(yi)個(ge)(ge)LED燈具(ju)(ju)，而(er)且只需要用到三個(ge)(ge)人。

       但導入(ru)自動(dong)化之后，生產線的(de)設(she)計(ji)也要(yao)重新設(she)計(ji)，以(yi)前(qian)述的(de)LED燈具為例，該智能(neng)工(gong)廠就(jiu)將生產線做成ㄇ字型，是因(yin)為要(yao)考慮智能(neng)工(gong)廠現場的(de)空間，以(yi)及倉庫的(de)位置，如(ru)何(he)進(jin)出料、如(ru)何(he)維修等，才(cai)能(neng)設(she)計(ji)出符合(he)實(shi)際(ji)需求(qiu)的(de)生產線形(xing)狀。

       接下來就(jiu)是(shi)進入SCADA，也(ye)就(jiu)是(shi)Supervisory Control And Data Acquisition，凡(fan)是(shi)具有系(xi)統監控(kong)和數據(ju)擷取功能的平臺，要搭配相(xiang)對(dui)應(ying)的軟硬件，才能稱(cheng)之為SCADA。

       設(she)(she)置SCADA的(de)(de)目的(de)(de)，是希望透(tou)過計算(suan)機的(de)(de)實時監(jian)控(kong)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，提供系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)作(zuo)整體的(de)(de)監(jian)視(shi)、控(kong)制(zhi)、自動(dong)定時紀錄(lu)、打印及查詢并(bing)提供設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)實時運作(zuo)狀況(kuang)。智能工廠可借此建立(li)長(chang)期的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)維(wei)(wei)護數據，有效的(de)(de)運用維(wei)(wei)護人力資源，提高設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)維(wei)(wei)護質量及設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)運轉效率(lv)。SCADA可滿足(zu)各式(shi)各樣的(de)(de)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，如電力監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、空調監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、消(xiao)防監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、門禁監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、制(zhi)程監(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等。

       另一個攸(you)關(guan)智能(neng)(neng)工廠(chang)應(ying)用的項目是圖控(kong)(kong)(kong)系(xi)統。專家指出，圖控(kong)(kong)(kong)接(jie)口(kou)要成(cheng)功，須要先理解，人(ren)與設(she)(she)備(bei)間的接(jie)口(kou)，其實存在(zai)于控(kong)(kong)(kong)制設(she)(she)備(bei)與屏(ping)幕圖形(xing)之間的對(dui)應(ying)關(guan)系(xi)，真(zhen)實世界(jie)(jie)的設(she)(she)備(bei)、感知器或控(kong)(kong)(kong)制器，轉(zhuan)(zhuan)成(cheng)計算機屏(ping)幕的各種對(dui)象時(shi)，要能(neng)(neng)做到完全(quan)對(dui)應(ying)，工程師需要一點美學修養，才能(neng)(neng)呈現接(jie)近(jin)真(zhen)實世界(jie)(jie)的狀(zhuang)況(kuang)，讓控(kong)(kong)(kong)制人(ren)員能(neng)(neng)夠(gou)藉(jie)由屏(ping)幕圖形(xing)就能(neng)(neng)顯(xian)示(shi)設(she)(she)備(bei)運作狀(zhuang)況(kuang)及透過屏(ping)幕控(kong)(kong)(kong)制設(she)(she)備(bei)的運轉(zhuan)(zhuan)。

       一套完(wan)整的監(jian)控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)，需要(yao)(yao)(yao)許多組件的構成，以制(zhi)程設(she)備監(jian)控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)為例，制(zhi)程設(she)備上要(yao)(yao)(yao)有(you)感測及制(zhi)動(dong)裝置，并將數(shu)據轉換及傳送到(dao)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)，控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)至少要(yao)(yao)(yao)具備顯(xian)示、記錄、調節(jie)及致動(dong)等功能(neng)，由操作人員根(gen)據前臺后(hou)傳的數(shu)據進行(xing)處(chu)理。因此(ci)所有(you)的數(shu)據在送到(dao)后(hou)臺時，一定要(yao)(yao)(yao)妥(tuo)善處(chu)理，如有(you)70％的警告可能(neng)只是誤報，監(jian)控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)要(yao)(yao)(yao)有(you)能(neng)力做(zuo)判斷。

       除了(le)前述的系統平臺外(wai)，硬件(jian)架構(gou)也需要妥善考慮，才能(neng)建構(gou)出智(zhi)能(neng)工廠。首先是聯(lian)機的基本(ben)需求，通信協議(yi)應該要盡(jin)量選擇市場現有(you)的，盡(jin)量減少自行(xing)開發，以免設備之間(jian)的聯(lian)機產(chan)生問(wen)題。

       其(qi)次是選(xuan)擇(ze)儀控(kong)設(she)施，目前的(de)儀控(kong)設(she)施接(jie)口，非常多樣化，除了有(you)目前盛行的(de)Ethernet外，過去的(de)RS232／422／485仍然(ran)還是有(you)在使(shi)用(yong)。其(qi)實智(zhi)能工廠(chang)(chang)也不(bu)一定(ding)(ding)非Ethernet不(bu)用(yong)，因為考慮建置(zhi)成(cheng)本，過去的(de)投(tou)資(zi)不(bu)一定(ding)(ding)要舍棄，但不(bu)同的(de)儀控(kong)設(she)施接(jie)口，會影響(xiang)通信線路的(de)配置(zhi)，包(bao)括設(she)備、距(ju)離、速度及(ji)成(cheng)本等，工廠(chang)(chang)在導入解決方案時，要做(zuo)好取舍規劃。

       而在(zai)計(ji)算(suan)(suan)機(ji)設備(bei)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)方面，包括聯機(ji)計(ji)算(suan)(suan)機(ji)數量與(yu)配置、工作環境、計(ji)算(suan)(suan)機(ji)規格及外圍裝置，都(dou)要做(zuo)好充分考慮。專家認為(wei)，選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)的(de)關鍵完全(quan)取(qu)決(jue)于系統的(de)承受度，該用(yong)(yong)服務(wu)器就得用(yong)(yong)服務(wu)器，不要因為(wei)節(jie)省采購成(cheng)本，而選(xuan)(xuan)擇(ze)較為(wei)便(bian)宜(yi)的(de)計(ji)算(suan)(suan)機(ji)設備(bei)，因為(wei)一旦選(xuan)(xuan)擇(ze)錯誤，導致設備(bei)常(chang)常(chang)故(gu)障或當(dang)機(ji)，維護成(cheng)本未必劃(hua)算(suan)(suan)。

       至(zhi)于(yu)監控(kong)網絡(luo)架(jia)構(gou)的考慮(lv)方(fang)面，要考慮(lv)的項目(mu)包(bao)括工作站的任務分配(pei)、網絡(luo)架(jia)構(gou)規(gui)劃(hua)、網絡(luo)流量(liang)控(kong)制及(ji)網絡(luo)安全(quan)考慮(lv)。在架(jia)構(gou)規(gui)劃(hua)時，可以依(yi)照控(kong)制責任區分、人機接口規(gui)劃(hua)及(ji)網絡(luo)功(gong)能配(pei)合等方(fang)向(xiang)來考慮(lv)。

       以(yi)控(kong)(kong)制責(ze)任為(wei)例，可(ke)以(yi)分為(wei)控(kong)(kong)制器及圖控(kong)(kong)計算機，前者重視(shi)的是(shi)實(shi)時性(xing)、高可(ke)靠性(xing)，適用低階邏輯(ji)性(xing)／模擬性(xing)之控(kong)(kong)制，后者則(ze)是(shi)要(yao)(yao)求(qiu)強大的數據處(chu)理(li)能力，適用高階控(kong)(kong)制。至(zhi)于每一個交換器要(yao)(yao)裝幾個控(kong)(kong)制器，則(ze)是(shi)取(qu)決于對于速度的要(yao)(yao)求(qiu)。

       ;人機(ji)界面規(gui)劃方(fang)(fang)面，一定要導入人因工程(cheng)的觀念，不管是(shi)使用習(xi)慣或是(shi)圖形大小，都(dou)能符合(he)使用習(xi)慣及現場狀況，如旋鈕的方(fang)(fang)向、大小及顏色等(deng)，要達到直(zhi)覺、簡(jian)易、防誤(wu)等(deng)要求，其他(ta)項目如操作流程(cheng)、展示方(fang)(fang)式(shi)及安全管制，也(ye)都(dou)要以符合(he)使用者習(xi)慣為主要考慮。

       至于網絡功(gong)能(neng)(neng)方面的(de)(de)配合，建議應配合已(yi)普(pu)遍使用(yong)的(de)(de)Windows內建網絡功(gong)能(neng)(neng)，并采用(yong)高效率的(de)(de)TCP／IP層對層通訊方式，讓多部(bu)計算(suan)機互相(xiang)監看及控制，以達到資源共享及互相(xiang)備份(fen)的(de)(de)目的(de)(de)。

       MES往(wang)(wang)往(wang)(wang)是智能工(gong)(gong)廠(chang)須要(yao)導入的(de)(de)應用。智能工(gong)(gong)廠(chang)如果在生產過(guo)程中，發(fa)生太多問題(ti)，如停(ting)機(ji)、生產損(sun)失、返工(gong)(gong)太多、發(fa)貨時(shi)間錯(cuo)誤、無法(fa)符合行業(ye)規范標準的(de)(de)需(xu)求、物(wu)料(liao)短缺、無法(fa)跟蹤原材料(liao)的(de)(de)使用及客戶投(tou)訴和產品召回時(shi)，可(ke)能都(dou)要(yao)認真思考導入MES的(de)(de)必(bi)要(yao)性。

       因(yin)為(wei)(wei)面臨前述問題，管理者須要做(zuo)出對應策略，碰到各種問題時(shi)(shi)，要靠 MES 才知(zhi)道原因(yin)為(wei)(wei)何(he)，如何(he)改(gai)善(shan)，如在接到急單(dan)時(shi)(shi)，由上(shang)到下的信(xin)息若能做(zuo)好整合，就可以在短時(shi)(shi)間內知(zhi)道相(xiang)關備料是否足夠，判斷能否承接訂單(dan)。

       由于節能(neng)(neng)減(jian)(jian)碳的(de)需求日增，智(zhi)能(neng)(neng)節能(neng)(neng)系(xi)統(tong)也(ye)已成(cheng)為智(zhi)能(neng)(neng)工廠常見的(de)導入項(xiang)目(mu)。以(yi)能(neng)(neng)源管(guan)理(li)系(xi)統(tong)為例舉(ju)出，從(cong)收(shou)集(ji)量測、監視分析、控制管(guan)理(li)、卸(xie)除(chu)到節能(neng)(neng)，其實(shi)需要設法整合各自獨(du)立的(de)系(xi)統(tong)，如(ru)電(dian)力及照明監控、空(kong)調監控、停(ting)車管(guan)理(li)等(deng)，才能(neng)(neng)達到節能(neng)(neng)、減(jian)(jian)碳進而減(jian)(jian)費的(de)目(mu)的(de)。