數位轉型之IT系統整合解決方案

智慧製造 (Smart Manufacturing) 與智慧企業 (Smart Enterprise) 是數位化的進階目標。要做到智慧製造與智慧企業，除了要將工廠內部的各類環安衛、生產和檢測設備的運作狀態及重要參數即時收集起來之外，還必需將相關資料與公司內部不同 IT 系統如製造執行系統 (MES)、企業資源規劃 (ERP)、第三方 IT 服務 (3rd party IT service) 互相通訊與交流。然而 OT 與 IT 之間一直以來各自獨立擁有不同的產業知識 (domain know-how) 造成溝通的斷層進而影響的數化位的資訊串接。因此，如何讓 OT 端的資料可以快速且簡單的被串接到 IT 系統，同時 IT 的資訊可以順利的被 OT 端接收，儼然已變成為數位轉型的新議題。

專案挑戰/目標

此案例是某電子元件製造商，其工廠內有各式各樣不同製程的生產及檢測設備資料需整合。生產端的資料整合後，客戶希望可以建立一個小型戰情室，即時的呈現工廠環境安全資訊、生產資訊（如 產出數量、良率等）及設備運作情況（如 稼動率、產能利用率、直通率等）。讓決策者可以以視覺的方式一目了然訂單的執行狀況與生產設備的運作情形。

接下來是與 IT 系統的整合，客戶希望收集到的資料可以基於不同的目的，分別同時傳送至二個不同的 IT 系統：一是連結至公司內部的 MES/ERP 資料庫，用來預測目前訂單預計完成時間以利於即時調整生產排程，提升設備產能利用率；二是連結至各分區的 Edge Server，在Edge Server 使用第三方 AI 模組來進行設備運行資料庫大數據分析，期望利用即時 AI 分析來立即優化設備生產參數，進而提升生產直通率。

專案挑戰:

• 整合各類不同品牌的控制器
• 達到即時生產監控 & 即時生產效率計算
• 提供低成本且簡易之戰情室可視化
• 與 MES/ERP 資訊庫互相串接
• 整合第三方 IT 之 AI 服務

解決方案概述

北爾電子X2智慧人機在不更換控制器且不變動設備控 制器程式的前提之下，順利整合不同製程的生產及檢測設備資料，成功的將控制器內的生產數據和參數收集起來。不論客戶機器內部的控制器是何種品牌之 PLC，北爾電子X2智慧人機支援市場上超過95%的控制器通訊協議，此案例中，客戶部份的設備不需要有控制螢幕，亦可選用 BoX2 Gateway。北爾電子X2智慧人機與BoX2Gateway 皆使用相同的軟體 (iX Runtime)，替換使用上沒有問題，讓客戶可以在使用及安裝上更有彈性，同時也更節省成本及安裝所需的空間。

北爾電子X2智慧人機可以即時視覺化的呈現生產情況並產出生產報表。除了基本的 OT 資料收集功能外，北爾電子X2智慧人機可以立即以視覺化的方式在線即時更新生產狀況，讓操作人員能夠以直覺的方式看到生產結果。生產完畢後，亦能產生即時報表 (CSV/PDF) 供工廠生產檢討使用。北爾電子X2智慧人機本身內建 C# script，可以利用 C# script 計算出稼動率、良率、直通率等…。生產線的管理者能夠在生產的同時即針對當次生產的良率做即時的監控，如此一來，一旦發現不良率有偏高的情況，產線管理者可立即找出問題、做出修正、以降低後續的檢測及維修成本。

北爾電子X2智慧人機內的軟體 iX Runtime 是X2智慧人機的標準配備，同時客戶也可以單獨將 iX Runtime 安 裝在 PC/Edge Server 上使用。此案例中，客戶僅需要一個小型的戰情室，若採用市面上的 SCADA 軟體，不僅價格昂貴、且須高度客制，而且還要寫程式才能與 IT 系統資料庫做整合。最終客戶採用北爾電子 iX Runtime，並將其運行在 Window 10 的 PC 上當 Lite SCADA 使用。iX Runtime 本身內建多樣的向量圖形、趨勢圖、物件、分析圖，客戶可依照自己的喜好做設定，即使要變更或優化設定，也僅需透過勾選新圖樣即可執行，不需要再投入人力重新設計。

北爾電子X2智慧人機除了內建豐富的控制器驅動程序之外，針對 IT 系統常用的通訊協議，如 Modbus、OPC UA Server、OPC UA Client、MQTT 和 Rest API 也都內建在系統內。藉由北爾電子X2智慧人機將資料收集起來之後，客戶透過 OPC UA 將資料傳送到 Edge Server，Edge Server 端安裝了 iX Runtime 及第三方 AI 模組。第三方 AI 模組針對設備運行資料庫大數據分析，得到的結果可以進行優化設備生產參數，進而提升生產效率。

北爾電子X2智慧人機亦可透過 Modbus、OPC UA Server、OPC UA Client、MQTT 或 Rest API 與公司內的 MES/ ERP 系統架接。關於生產相關如上線排程、生產數量、良率等資訊可以同步至辦公室。除此之外，我們還預留了一個自動派單生產的功能讓客戶未來可以導入。北爾電子X2智慧人機由於可以同時串接 OT 與 IT，作業人員在接收到工單資訊後，可以利用barcode scanner 掃描工單單號進入 X2，X2 會自動連接 MES 系統資料庫，然後將生產配方、參數直接顯示在 X2 上，作業人員只需要核對工單單號，按下確認鍵即能將生產配方寫入到控制器，機台設備即可開始生產。如此一來，客戶在生產上時，可減少製程上的溝通時間、針對生產提前準備、降低手動輸入操作錯誤、進而提升生產效能。當然生產資訊也會如同之前所描述直接傳遞至 Edge Server 給 AI module、戰情室與 MES / ERP 系統。

此次的案例，客人給予極度正面的肯定，因為整個工廠的數位化不論是 OT 端或是 IT 系統，可以集中在同一硬體及同一軟體上，不須額外採購大量備品。如此一來可以讓 OT 端設備與 IT 系統的資訊快速串聯，不需要經過額外的轉換或架接。也因為是用同一系統，公司不需要雇用各類不同的軟體人才來做數位整合，節省公司很大的成本及時間。進一步要結合第三方的 AI 模組時，也可以共用北爾電子X2智慧人機硬體節省了額外的硬體成本。在數位化的過程中，經營管理者往往無法了解投人的成本會有什麼樣的收益，利用北爾電子X2智慧人機的可視化功能，可以讓經營管理者無需採購昂貴的 SCADA軟體，就可以享受高規格的視覺化資訊，清楚且明白公司運作效率及營運表現。

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