Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 感測器/MEMS
 
 
感測器/MEMS  

工業4.0商機強強滾

上網時間: 2016年03月07日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:工業4.0  Industry 4.0  工業自動化  CPS  物聯網 

作者:安西亞

由德國發起的「工業4.0」(Industry 4.0)概念,在全球逐漸發燒。不過,製造相關業者、半導體元件或是系統整合商,雖然明瞭工業4.0將為其帶來新的龐大商機,但普遍卻不很清楚該怎麼跨入市場,甚至如何在自家工廠導入工業4.0概念。

本文將從工業4.0起源及定義開始,以及闡述相關業者佈局策略,期可為讀者帶來清晰的工業4.0發展藍圖。

工業4.0提升製造業生產效能

維基百科(Wikipedia)中定義的工業4.0為「工業4.0或稱第四次工業革命(Fourth industrial revolution)、生產力4.0,是德國政府於2011年提出的高科技計劃,由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟及科技部聯合資助,投資預計達2億歐元,用來提升製造業的電腦化、數位化與智慧化。」工業4.0的目標不是創造新的工業技術,而是統合所有工業相關的技術、銷售與產品體驗,是建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠(Smart Factory),並在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴。

另外,工業4.0技術基礎是智慧虛實整合系統(Cyber-Physical System,CPS)、物聯網(Internet of Things,IoT)以及智慧感測器網路,亦即透過感測器和致動器(actuator)將真實世界與虛擬世界相連接。

西門子(Siemens)數位工廠事業部、製程工業暨驅動科技事業部總經理鄭智峰表示,工業4.0涵蓋九大技術,包括擴增實境(AR)/虛擬實境(VR)、模擬(Simulation)、巨量資料(Big Data)分析、自主性機器人(Autonomous Robot)、雲端運算(Cloud Computing)、工業網際網路(Industrial Internet)、網路安全(Cyber Security)、水平垂直整合/3D列印(3D Printing)以及增進系統智慧化。


工業4.0的九大關鍵技術
(來源:維基百科)

若能在工廠中落實這九項技術,才能真正符合工業4.0定義需求。工業4.0能為製造業帶來提高生產靈活性、縮短產品上市時間及提升生產效率等優勢。因此,除了德國之外,歐美各國與中國大陸都已啟動工業4.0計畫,台灣政府也推出「生產力4.0」計畫,以協助台灣廠商加快進入工業4.0領域。

工業4.0商機誘人

自德國政府提出工業4.0之後,全球也開始發展,因而為製造商、半導體元件、系統整合廠商業者等帶來新的商機,其中機器人可謂是直接受惠的產業。

根據國際機器人聯合會(International Federation of Robotics,IFR)估計,2014年全球工業機器人市場銷量約22萬5,000台,創歷史新高,未來市場需求將持續成長。而服務型機器人也深具發展潛力,大致分為專業用、個人或家庭用兩類,IFR預測其2014~2017年市場總銷量,可望突破3,100萬台。


1995~2013年全球工業型機器人安裝量
(來源:World Robotics 2014)

拓墣產業研究所(TRI)則表示,受到工業4.0浪潮驅動,2015年全球工業機器人市場銷量有望達26萬4,000台,年成長約15%;2016年有機會來到29萬台,年成長約10%。

不僅機器人產業直接受惠,有鑑於工業4.0囊括的九項技術中,自主性機器人只是其中之一,包括網路技術、雲端資料中心分析運算及儲存設備、軟體分析平台,以及半導體元件如微控制器(MCU)、感測器、網路技術元件…等等,也都因工業4.0而取得搶進新商機的門票。

相關業者忙搶進

由於工業4.0新商機誘人,各家業者也都想與工業4.0「扯上關係」,以期可再擴大既有的營收規模。

處理器業者英特爾(Intel)為搶攻工業4.0與物聯網商機,早已開始佈局,除購併資訊安全軟體公司邁克菲(McAfee)、平台軟體供應商溫瑞爾(Wind River)外,目前更已透過該公司的閘道器和其他工業電腦如研華(Advantech)、凌華(ADLINK)合作,提供完整的物聯網平台予客戶,期可協助客戶快速建構物聯網應用平台,創造物聯網商機價值。

英特爾亞太區技術開發服務群物聯網架構師蔡嘉禾表示,工業4.0也就是工業物聯網(IIoT),過去的概念與應用即為機器對機器(M2M)。惟與M2M較為不同的是,工業4.0不僅僅只是透過網路技術連接機器設備,更須利用閘道器將數據網雲端或管理中心傳送,進一步分析,因此在物聯網或工業4.0基礎建設中,閘道器與應用平台的建置相當重要。

元件安全性/機器監測不可忽略:工業4.0欲實現的目標是——提升生產效率、製造為本、對應未來商機隨時改變生產線架構…等。台灣瑞薩電子(Renesas Electronics)行銷事業部經理黎柏均指出,工業4.0是強調更有效率的工廠與機械管理,仰賴通訊架構串連所有,但相對地必須面臨資料傳輸安全性與網路的可靠性挑戰。

而為了強化工業4.0安全,做為工業4.0架構的控制中樞——微控制器本身也須強化其安全性。而瑞薩電子與合作夥伴攜手強化其RX、R-IN MCU系列產品安全性,以提供更佳的物聯網資料傳輸安全。

發展工業4.0時,除了關注如何透過網路技術與後端管理平台架起工業4.0架構外,也必須注意第一線的機器監測。國家儀器(NI)技術行銷工程師吳維翰表示,工業4.0其中相當重要的一環即是機器狀況的監控,若這部份未能確實做好,將無法達到工業4.0提升生產效率的精神。

因此透過量測儀器中的資料擷取與振動感設器等裝置,再搭配統一的資料傳送閘道器,將可做到主動式防護,亦即可先一步知道機器是否即將損壞,也能提升機器檢測的效率,更可維護作業員的工作安全。

通訊技術不可或缺:在連網技術方面,除了傳輸到雲端的有線與無線通訊技術外,工廠內部機器間的通訊也不可或缺。因此在工業4.0架構中,各種無線通訊技術將與工業乙太網路相輔相成,其中,可建構網狀網路的ZigBee已開始獲得廠商的重視。

芯科實驗室(Silicon Labs)台灣區總經理寶陸格說明,在工業4.0網路中,各種無線通訊技術都將有各自的定位,不會有所謂的取代效應發生。而ZigBee是由於具備網狀網路及自我修復的特性,因此在數量較多的機台或是公共設施應用上較為合適。另外,為了讓ZigBee透過IP的方式傳送資料,因此去年幾家業者也成立Thread聯盟,致力於將IP加入ZigBee技術中。

更重要的是,工業4.0中需要佈建許多感測器,這些感測器和無線網路節點元件相同,需要工作相當長的時間,也無法時時進行換電池或充電,因此元件本身需要相當省電,與節電、低功耗相關的電源管理IC(PMIC)也將在工業4.0設備中扮演重要角色。

(下一頁繼續:垂直/平行整合緊握商機)


1 • 2 Next Page Last Page



投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 工業4.0商機強強滾
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首