智慧化是製造業(yè)近年來的重要趨勢，不過現(xiàn)在的智慧製造議題多以製程改善為主，廠務(wù)系統(tǒng)討論度較低，不過智慧廠房也是製造智慧化的一環(huán)，而且相對於製程，廠務(wù)端的投資回報速度更快，各廠商也早有針對此領(lǐng)域推出多款解決方案。

就目前發(fā)展來看，智慧廠房系統(tǒng)的建置目標(biāo)會以工安與節(jié)能為主，透過IT系統(tǒng)的建置，提升安全與能源使用效能，而在其中，安全通常是系統(tǒng)架構(gòu)的第一步，像是氣體管線監(jiān)測、消防系統(tǒng)、緊急通報與影像監(jiān)控等，再來才是節(jié)能環(huán)保，如水電節(jié)能及照明系統(tǒng)等，如果工廠使用的設(shè)備，無法滿足前述的要求，就得尋找適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案來解決。

善用IT架構(gòu) 打造安全環(huán)境

如物聯(lián)網(wǎng)已是當(dāng)前科技的趨勢，而從經(jīng)營者及管理者的角度，會希望能透過手持裝置隨時掌握生產(chǎn)狀況，配合雲(yún)端應(yīng)用，許多工廠的管理者與經(jīng)營者的想法，也開始有了變化，工廠也開始走向數(shù)位化及智慧化。

智慧廠務(wù)系統(tǒng)的主要訴求，分別是打造安全環(huán)境、確保產(chǎn)品品質(zhì)、降低能源成本、增加工作效率，進(jìn)而達(dá)到產(chǎn)能提升、利潤增加的目標(biāo)，但工廠設(shè)備攤提多半長達(dá)20年，有些設(shè)備甚至可能更久，要監(jiān)測管理這些老舊設(shè)備的難度，通常也會比較高，也成為智慧廠務(wù)安全管理的困難點。

以整壓站監(jiān)測為例，由於整壓站主要分布在戶外，使用者會希望在本地端蒐集完資料後，本地及遠(yuǎn)端都能夠做記錄，因為所有的訊息如果都要先回到中控室才處理，會影響時效性，所以在整壓站就設(shè)計有控制器，可以根據(jù)蒐集到的資訊來回應(yīng)，以確認(rèn)管線氣體狀態(tài)及系統(tǒng)安全。

類似的設(shè)計，也可以應(yīng)用在火災(zāi)警報系統(tǒng)，管理人員可以用電腦來監(jiān)控所有廠房的現(xiàn)場資訊，現(xiàn)場也一樣可以反應(yīng)。但其實，緊急通報系統(tǒng)不只是蒐集現(xiàn)場資訊，或是控制現(xiàn)場開關(guān)，還必須加入簡單的邏輯判斷，可以進(jìn)行簡單的自動控制，這種分散式的安全管控設(shè)計，可以在中控室有狀況時，一樣可以緊急處置，減少上位斷線風(fēng)險，也更可以考量時效性。

廠區(qū)安全監(jiān)控方面，則可以與圖控系統(tǒng)的高度整合，進(jìn)行整廠監(jiān)控，配合現(xiàn)場的I/O監(jiān)控，還可以蒐集特定時間及範(fàn)圍的畫面，減少檢索所需資訊的時間，機臺電流檢測也可用來完善智慧工廠解決方案。由於機臺如果突然壞掉，會造成生產(chǎn)損失，因此必須做到損壞預(yù)警。何坤鑫指出，其實只要利用智慧電表來監(jiān)測，從耗電量變化就可以早期發(fā)現(xiàn)機臺是否異常，若機臺耗電狀況出現(xiàn)不穩(wěn)定或是超過上下限值時，就會提早發(fā)出警告，讓管理人員及時處理，而且這種解決方案，即使是很舊的廠房也可以應(yīng)用，就不用擔(dān)心不預(yù)期當(dāng)機而造成的損失。

機臺電力監(jiān)控方面，只要用小型面板就可以在現(xiàn)場監(jiān)測，而且可以同時蒐集不同協(xié)定的資訊，統(tǒng)一在面板上處理，透過觸控介面還可以換頁，處理更多的資訊，免費開發(fā)軟體則可以整合及處理客戶所需要的資訊，早期有許多機臺狀態(tài)會用3色燈監(jiān)控，但如果管理者不在現(xiàn)場就看不到，改造的方向，就是可以在中控室監(jiān)測，還可以透過無線方式來控制機臺狀態(tài)。

讓能源使用最佳化

除了電力監(jiān)控外，節(jié)能與綠能也是近年來廠務(wù)系統(tǒng)的重點設(shè)計，隨著全球能源成本上升，加上臺灣近年工業(yè)用電的價格逐漸調(diào)漲，對於生產(chǎn)線用電需求量甚大的產(chǎn)業(yè)，像是電子、鋼鐵、電器及電力機械、金屬製品製造及紡織等，壓力均相當(dāng)可觀，這亦使得與節(jié)能有關(guān)的議題，開始受到管理高層重視。

圖1 : 產(chǎn)業(yè)節(jié)能需求與生活環(huán)境節(jié)能的目標(biāo)設(shè)定大不相同，其出發(fā)點的確來自於成本考量。(Source: Siemens)

產(chǎn)業(yè)節(jié)能需求與生活環(huán)境節(jié)能的目標(biāo)設(shè)定大不相同，其出發(fā)點的確來自於成本考量，基於能源費用上漲後節(jié)省成本的目的，一般企業(yè)可能由「減少能源的消耗量」及「提高用電的成本效益」兩處著手，進(jìn)行所謂能源的管理。

這表示管理者必須先從能源運用的「可視化」方向著手，而後才能思考可從何處減少不必要的能源開支和成本，並由此規(guī)劃出工廠未來能源需求組合，與公司相關(guān)用電策略，簡單來說，智慧工廠的「能源管理」，可從用電「透明化」開始，透過感測機制蒐集用電詳細(xì)資料，並透過清楚的方式了解工廠內(nèi)能源流向，而後將所發(fā)生的能源成本費用對應(yīng)，再視負(fù)載狀況藉由流程控制系統(tǒng)的資料交換，自動調(diào)節(jié)其電力負(fù)載，以優(yōu)化工廠內(nèi)的能源消耗量及用電效率。

圖2 : 智慧廠務(wù)系統(tǒng)的主要訴求，分別是打造安全環(huán)境、確保產(chǎn)品品質(zhì)、降低能源成本、增加工作效率。(Source: Engineers Journal)

工廠內(nèi)能源的優(yōu)化，雖然會依各企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)不一而有不同，不過各國政府也有推出制定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，像是包括歐盟CoC、美國CEC、美國EISA 2007、美國DOE、加拿大NRCan、墨西哥能耗標(biāo)籤、南韓MEPS、e-Standby、臺灣節(jié)能標(biāo)章及紐澳MEPS等標(biāo)準(zhǔn)，均是以國家為基礎(chǔ)所設(shè)定的節(jié)能相關(guān)規(guī)範(fàn)。

能源管理 讓工廠與環(huán)境雙贏

就整體發(fā)展來看，現(xiàn)在各國有將節(jié)能規(guī)範(fàn)強制化的趨勢，像加拿大與南韓在近幾年規(guī)範(fàn)相關(guān)要求，而紐澳等國也頒布了EPS，從各國政府及相關(guān)機構(gòu)均以頒布節(jié)能與環(huán)境法規(guī)，如碳揭露專案、電子產(chǎn)業(yè)行為準(zhǔn)則，或是像是綠色和平頒布的綠色電子指南等，都從節(jié)能議題出發(fā)，整合性的探討如何減少溫室氣體的排放，以因應(yīng)環(huán)境變遷。

此一趨勢，也影響到生產(chǎn)管理時的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由於在生產(chǎn)過程中，能源的消耗是排碳的重要部分，因此在減少排碳得前提下，能源管理也成為一項重要的系統(tǒng)，從節(jié)能到環(huán)境永續(xù)是一條直線道路，但其中仍有許多讓產(chǎn)品應(yīng)用及生產(chǎn)流程改善的環(huán)結(jié)，透過如節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及碳足跡盤查等作為，整合系統(tǒng)管理技術(shù)持續(xù)精進(jìn)，環(huán)境得以永續(xù)發(fā)展，企業(yè)也會因節(jié)能投入而產(chǎn)生效益。

**刊頭圖(Source: Enterprise IoT Insights)