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項(xiàng)目簡介：

在工業(yè)4.0概念下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)萬象更新，智慧工廠應(yīng)用除對(duì)制造技術(shù)力求革新外，對(duì)生產(chǎn)流程優(yōu)化、節(jié)約維護(hù)成本有著更高要求，其中機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)則是優(yōu)化生產(chǎn)流程中最為重要的一環(huán)。

與傳統(tǒng)例行維護(hù)或意外故障后才維修的作法不同，預(yù)防性維護(hù)能透過實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析進(jìn)而早日發(fā)現(xiàn)并排除可能出現(xiàn)的故障隱患。

以金屬切割帶鋸機(jī)為例，若能事先收集數(shù)據(jù)并預(yù)測出設(shè)備在執(zhí)行數(shù)萬次鋸切作業(yè)后，切削刀具或其它零組件即將出現(xiàn)異常，設(shè)備制造商可先行維護(hù)，工廠管理者也可避免設(shè)備完全毀損或設(shè)備停機(jī)維修的巨大損失，以此提升工廠生產(chǎn)力，同時(shí)提高整條產(chǎn)線的制造良率。

預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)雖可利用無風(fēng)扇計(jì)算機(jī)加裝數(shù)據(jù)采集卡的方式來完成機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)收集，但機(jī)械設(shè)備的控制箱能容納硬件的空間并不多，而且隨著硬件數(shù)量的增加，機(jī)箱內(nèi)的布線也會(huì)變得復(fù)雜且影響美觀，同時(shí)還會(huì)增加維護(hù)與管理的困難度。研華針對(duì)這類空間有限的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)了一款掌上型數(shù)據(jù)采集嵌入式計(jì)算機(jī)（DAQ embedded computer）讓設(shè)備制造商可以方便且快速地將預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)整合進(jìn)機(jī)械設(shè)備內(nèi)；同時(shí)研華還提供客制化服務(wù)，不僅能協(xié)助用戶優(yōu)化數(shù)據(jù)采集精確度，還能透過專業(yè)的工業(yè)設(shè)計(jì)來塑造高階產(chǎn)品的形象，從而提升機(jī)械設(shè)備的市場競爭力。

系統(tǒng)需求：

專為各種金屬加工提供帶鋸機(jī)的臺(tái)灣某精密機(jī)電公司是全球首屈一指的專業(yè)設(shè)備制造商。成立四十年來，其不僅生產(chǎn)超過百種機(jī)型的鋸切系統(tǒng)，產(chǎn)品更已銷售至80多個(gè)國家，且受到西門子、施耐德電氣、波音等知名企業(yè)的認(rèn)可與采用。近來，該公司為順應(yīng)工業(yè)4.0的趨勢，積極投入創(chuàng)新應(yīng)用的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加價(jià)值，而機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)即是其想導(dǎo)入的新功能之一。

研發(fā)初期，該公司原本打算選用美商的USB數(shù)據(jù)采集模塊，可仔細(xì)估算后發(fā)現(xiàn)成本過高可能會(huì)使擁有新功能的帶鋸機(jī)失去市場競爭優(yōu)勢；但若以計(jì)算機(jī)加裝數(shù)據(jù)采集卡的方式，除了占用較多空間且布線也更為復(fù)雜外，均不符合該公司需求，因而尋找更具成本效益的解決方案。

該公司除了對(duì)價(jià)格、尺寸與外觀有特別的要求之外，新的解決方案還要提供各種功能，包括快速取樣的多通道模擬I/O以采集機(jī)臺(tái)信息、多信道數(shù)字I/O以控制機(jī)臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)端口上傳數(shù)據(jù)至后臺(tái)的管理系統(tǒng)、以及軟件開發(fā)工具以便加速系統(tǒng)開發(fā)。再則，由于帶鋸機(jī)的使用環(huán)境相對(duì)嚴(yán)苛，像是鋸切作業(yè)易制造粉塵、切削與輸送工件則會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)電壓會(huì)出現(xiàn)噪聲干擾等等，因此解決方案亦要能解決這些問題來確保系統(tǒng)能順利取得精確的相關(guān)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)概述：

研華的MIC-1810是全球首創(chuàng)在PC-based控制平臺(tái)上整合數(shù)據(jù)采集模塊與訊號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊（signal conditioning and processing transducer）的嵌入式計(jì)算機(jī)，將其安裝在金屬切割帶鋸機(jī)的控制機(jī)箱內(nèi)來連接電流傳感器與電阻式溫度傳感器（RTD），設(shè)備制造商就能精準(zhǔn)地采集帶鋸機(jī)切割時(shí)所產(chǎn)生的訊號(hào)，并以此數(shù)據(jù)為機(jī)臺(tái)建模，再從中歸納找出相關(guān)零組件需要維護(hù)或更換的特征值，從而達(dá)到預(yù)防保養(yǎng)的目的。

為了讓MIC-1810能夠精致緊湊，研華設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)從傳統(tǒng)嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行“減肥計(jì)劃”以去除部份不需要的系統(tǒng)功能并采取無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，因而讓這款計(jì)算機(jī)的尺寸僅有手掌般大小；而內(nèi)建的端子臺(tái)能直接鎖定傳感器的訊號(hào)線，既節(jié)省空間又能免除布線的麻煩；導(dǎo)軌式安裝則能方便地裝設(shè)在各式機(jī)臺(tái)的配電箱或控制機(jī)柜內(nèi)；具有耐振動(dòng)與抗臟污的特色可以保障系統(tǒng)即使是在惡劣的使用環(huán)境也能穩(wěn)定運(yùn)作。另外，提供多個(gè)I/O通道的MIC-1810可從模擬輸入信道采集的電流與溫度的訊號(hào)來對(duì)機(jī)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；并利用數(shù)字輸入與輸出信道來控制工件在輸送帶的進(jìn)出、以及機(jī)器開啟與停止等動(dòng)作；以太網(wǎng)絡(luò)端口則負(fù)責(zé)將機(jī)器信息上傳至云端以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

軟件方面，MIC-1810內(nèi)附的WebAccess/MCM既是軟件開發(fā)工具也是基于瀏覽器的機(jī)臺(tái)狀態(tài)監(jiān)控軟件，其可實(shí)現(xiàn)節(jié)省軟件授權(quán)費(fèi)外，工程師也無須編程只需通過簡單的設(shè)定就能設(shè)計(jì)出預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)，而這套軟件所提供的多項(xiàng)設(shè)備監(jiān)診功能亦能加速完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，譬如：可將所收集來的訊號(hào)直接轉(zhuǎn)成實(shí)際物理量而省去用戶額外花時(shí)間建置對(duì)照表（mapping table）、提供快速傅立葉變換（Fast Fourier Transform）使訊號(hào)頻域分析變得更方便、示波器則能實(shí)時(shí)顯示訊號(hào)波形藉此來確認(rèn)設(shè)備是否正常運(yùn)作。最終，所有上傳至云端的數(shù)據(jù)可通過WebAccess/MCM實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)狀態(tài)的可視化管理，讓用戶可以充分掌握所有設(shè)備的運(yùn)作情況。

專案導(dǎo)入：

項(xiàng)目簡介：

在工業(yè)4.0概念下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)萬象更新，智慧工廠應(yīng)用除對(duì)制造技術(shù)力求革新外，對(duì)生產(chǎn)流程優(yōu)化、節(jié)約維護(hù)成本有著更高要求，其中機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)則是優(yōu)化生產(chǎn)流程中最為重要的一環(huán)。

與傳統(tǒng)例行維護(hù)或意外故障后才維修的作法不同，預(yù)防性維護(hù)能透過實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析進(jìn)而早日發(fā)現(xiàn)并排除可能出現(xiàn)的故障隱患。

以金屬切割帶鋸機(jī)為例，若能事先收集數(shù)據(jù)并預(yù)測出設(shè)備在執(zhí)行數(shù)萬次鋸切作業(yè)后，切削刀具或其它零組件即將出現(xiàn)異常，設(shè)備制造商可先行維護(hù)，工廠管理者也可避免設(shè)備完全毀損或設(shè)備停機(jī)維修的巨大損失，以此提升工廠生產(chǎn)力，同時(shí)提高整條產(chǎn)線的制造良率。

預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)雖可利用無風(fēng)扇計(jì)算機(jī)加裝數(shù)據(jù)采集卡的方式來完成機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)收集，但機(jī)械設(shè)備的控制箱能容納硬件的空間并不多，而且隨著硬件數(shù)量的增加，機(jī)箱內(nèi)的布線也會(huì)變得復(fù)雜且影響美觀，同時(shí)還會(huì)增加維護(hù)與管理的困難度。研華針對(duì)這類空間有限的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)了一款掌上型數(shù)據(jù)采集嵌入式計(jì)算機(jī)（DAQ embedded computer）讓設(shè)備制造商可以方便且快速地將預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)整合進(jìn)機(jī)械設(shè)備內(nèi)；同時(shí)研華還提供客制化服務(wù)，不僅能協(xié)助用戶優(yōu)化數(shù)據(jù)采集精確度，還能透過專業(yè)的工業(yè)設(shè)計(jì)來塑造高階產(chǎn)品的形象，從而提升機(jī)械設(shè)備的市場競爭力。

系統(tǒng)需求：

專為各種金屬加工提供帶鋸機(jī)的臺(tái)灣某精密機(jī)電公司是全球首屈一指的專業(yè)設(shè)備制造商。成立四十年來，其不僅生產(chǎn)超過百種機(jī)型的鋸切系統(tǒng)，產(chǎn)品更已銷售至80多個(gè)國家，且受到西門子、施耐德電氣、波音等知名企業(yè)的認(rèn)可與采用。近來，該公司為順應(yīng)工業(yè)4.0的趨勢，積極投入創(chuàng)新應(yīng)用的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加價(jià)值，而機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)即是其想導(dǎo)入的新功能之一。

研發(fā)初期，該公司原本打算選用美商的USB數(shù)據(jù)采集模塊，可仔細(xì)估算后發(fā)現(xiàn)成本過高可能會(huì)使擁有新功能的帶鋸機(jī)失去市場競爭優(yōu)勢；但若以計(jì)算機(jī)加裝數(shù)據(jù)采集卡的方式，除了占用較多空間且布線也更為復(fù)雜外，均不符合該公司需求，因而尋找更具成本效益的解決方案。

該公司除了對(duì)價(jià)格、尺寸與外觀有特別的要求之外，新的解決方案還要提供各種功能，包括快速取樣的多通道模擬I/O以采集機(jī)臺(tái)信息、多信道數(shù)字I/O以控制機(jī)臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)端口上傳數(shù)據(jù)至后臺(tái)的管理系統(tǒng)、以及軟件開發(fā)工具以便加速系統(tǒng)開發(fā)。再則，由于帶鋸機(jī)的使用環(huán)境相對(duì)嚴(yán)苛，像是鋸切作業(yè)易制造粉塵、切削與輸送工件則會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)電壓會(huì)出現(xiàn)噪聲干擾等等，因此解決方案亦要能解決這些問題來確保系統(tǒng)能順利取得精確的相關(guān)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)概述：

研華的MIC-1810是全球首創(chuàng)在PC-based控制平臺(tái)上整合數(shù)據(jù)采集模塊與訊號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊（signal conditioning and processing transducer）的嵌入式計(jì)算機(jī)，將其安裝在金屬切割帶鋸機(jī)的控制機(jī)箱內(nèi)來連接電流傳感器與電阻式溫度傳感器（RTD），設(shè)備制造商就能精準(zhǔn)地采集帶鋸機(jī)切割時(shí)所產(chǎn)生的訊號(hào)，并以此數(shù)據(jù)為機(jī)臺(tái)建模，再從中歸納找出相關(guān)零組件需要維護(hù)或更換的特征值，從而達(dá)到預(yù)防保養(yǎng)的目的。

為了讓MIC-1810能夠精致緊湊，研華設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)從傳統(tǒng)嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行“減肥計(jì)劃”以去除部份不需要的系統(tǒng)功能并采取無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，因而讓這款計(jì)算機(jī)的尺寸僅有手掌般大小；而內(nèi)建的端子臺(tái)能直接鎖定傳感器的訊號(hào)線，既節(jié)省空間又能免除布線的麻煩；導(dǎo)軌式安裝則能方便地裝設(shè)在各式機(jī)臺(tái)的配電箱或控制機(jī)柜內(nèi)；具有耐振動(dòng)與抗臟污的特色可以保障系統(tǒng)即使是在惡劣的使用環(huán)境也能穩(wěn)定運(yùn)作。另外，提供多個(gè)I/O通道的MIC-1810可從模擬輸入信道采集的電流與溫度的訊號(hào)來對(duì)機(jī)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；并利用數(shù)字輸入與輸出信道來控制工件在輸送帶的進(jìn)出、以及機(jī)器開啟與停止等動(dòng)作；以太網(wǎng)絡(luò)端口則負(fù)責(zé)將機(jī)器信息上傳至云端以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

軟件方面，MIC-1810內(nèi)附的WebAccess/MCM既是軟件開發(fā)工具也是基于瀏覽器的機(jī)臺(tái)狀態(tài)監(jiān)控軟件，其可實(shí)現(xiàn)節(jié)省軟件授權(quán)費(fèi)外，工程師也無須編程只需通過簡單的設(shè)定就能設(shè)計(jì)出預(yù)防保養(yǎng)系統(tǒng)，而這套軟件所提供的多項(xiàng)設(shè)備監(jiān)診功能亦能加速完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，譬如：可將所收集來的訊號(hào)直接轉(zhuǎn)成實(shí)際物理量而省去用戶額外花時(shí)間建置對(duì)照表（mapping table）、提供快速傅立葉變換（Fast Fourier Transform）使訊號(hào)頻域分析變得更方便、示波器則能實(shí)時(shí)顯示訊號(hào)波形藉此來確認(rèn)設(shè)備是否正常運(yùn)作。最終，所有上傳至云端的數(shù)據(jù)可通過WebAccess/MCM實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)狀態(tài)的可視化管理，讓用戶可以充分掌握所有設(shè)備的運(yùn)作情況。

專案導(dǎo)入：

系統(tǒng)架構(gòu)圖：

結(jié)論：

致力于技術(shù)創(chuàng)新和工藝改革的這家金屬切割帶鋸機(jī)制造商，其帶鋸機(jī)不僅曾獲臺(tái)灣金點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，美國鋼鐵中心也曾評(píng)比其為切削服務(wù)產(chǎn)業(yè)中品牌第一的公司。因此，為了維持最佳的品牌形象和企業(yè)聲譽(yù)，該公司對(duì)于設(shè)備內(nèi)所要使用的相關(guān)產(chǎn)品亦有相對(duì)較高的要求。而具備低成本高效益特色的MIC-1810不論是性能或外觀都能滿足其需求外，研華還提供了專業(yè)且貼心的客制化服務(wù)，既解決客戶訊號(hào)采集干擾的問題，也額外為客戶設(shè)計(jì)專屬的標(biāo)志（logo），讓提供機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)功能的帶鋸機(jī)能以更高的附加價(jià)值熱銷全世界。

系統(tǒng)架構(gòu)圖：

結(jié)論：

致力于技術(shù)創(chuàng)新和工藝改革的這家金屬切割帶鋸機(jī)制造商，其帶鋸機(jī)不僅曾獲臺(tái)灣金點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，美國鋼鐵中心也曾評(píng)比其為切削服務(wù)產(chǎn)業(yè)中品牌第一的公司。因此，為了維持最佳的品牌形象和企業(yè)聲譽(yù)，該公司對(duì)于設(shè)備內(nèi)所要使用的相關(guān)產(chǎn)品亦有相對(duì)較高的要求。而具備低成本高效益特色的MIC-1810不論是性能或外觀都能滿足其需求外，研華還提供了專業(yè)且貼心的客制化服務(wù)，既解決客戶訊號(hào)采集干擾的問題，也額外為客戶設(shè)計(jì)專屬的標(biāo)志（logo），讓提供機(jī)臺(tái)監(jiān)測與預(yù)防保養(yǎng)功能的帶鋸機(jī)能以更高的附加價(jià)值熱銷全世界。