電子設備聯網與資訊採集技術

作者:

蔡承佐、黃以宜、李雅萍

刊登日期:2022/04/28

摘要:近幾年投入智慧工廠,邁向智慧製造成為各方重要的課題之一,促進產業轉型的物聯網技術亦持續不斷地向外擴散與向上發展,無論是大型高科技公司,或者是中小型傳統產業,投入物聯網應用技術的發展仍有增無減,從產業鏈來看舉凡設備製造端、系統應用端、到工廠使用端,各方投入者皆期待發展出新的模式,新的應用與新的成果可以創造出新的契機。本文將以半導體設備通訊標準(Semi-Conductor Equipment Communication Standard, SECS/GEM)為例,一方面從設備端的角度,說明設備聯網與數據採集能力的程序與要項,另一方面從使用者的角度,描述採集資訊的應用與透過標準通訊達成的手法,供業界參考。
Abstract:In recent years, investing in smart factories and moving towards smart manufacturing has become one of the important topics for all parties. The Internet of Things (IoT) technology facilitates the transformation of industries also continuous to develop and expand. No matter for large high-tech companies or small and medium-sized traditional enterprises, their developments on IoT applications are unabated. From the perspective view of industrial chain, no matter from the equipment manufacturing side, the system application side to the user side of factory, all expecting to develop new models and new applications to create new opportunities. This article takes the semiconductor equipment communication standard SECS/GEM as an example case. From the perspective of the device side, it describes the procedures and essentials for device networking and data collection capability and from the perspective of the user side, it describes the application of information collection and the achieve method through standard communication that can be provided as reference for the industry.

關鍵詞:電子設備、工業物聯網、數據採集
Keywords:Electric equipment, IIoT, Data acquisition

前言
隨著物聯網觀念興起與技術的成熟,不少製造業直接佈局智慧工廠,導入具連網功能的設備通訊與建置資訊串流之物聯網環境,階段性任務大致可以分為1.設備通訊,2.數據採集,3.資料分析,4參數回控,無論是基本的設備資訊採集方法,或者是走向更進一步的設備精準回控能力,首先都必須跨出設備聯網技術門檻這一步,也就是說,設備必須在具備通訊能力的基礎下才有辦法完成進一步的智慧自動化的應用。
一般設備支援自動化程度能力可以分為幾個層級,1.設備無通訊能力,這種設備通常屬於簡易功能設備或裝置,執行結果沒有資訊可即時輸出,頂多有log檔作為記錄,僅供後續查詢用。2.設備具備自訂設備通訊功能,這樣的設備雖然具備通訊功能,但其communication protocol為自定義格式,使用者必須依照protocol規範方能與其溝通。3.設備具有標準通訊能力,這樣的設備不但具備通訊功能,而且是標準通訊,一般來講是符合某種產業規範甚至於是國際標準,此種設備對使用者來講是提供最佳的通訊能力,對於建置自動化系統而言是最佳選擇。以下先針對一些電子設備常見的通訊方法進行說明與差異化比較,接下來提供欲以標準通訊達成電子設備數據採集需求必要的準備工作與建議方法。
電子設備通訊
使用者想了解設備分析製程,需用設備聽得懂的語言與溝通方式才能成功取得相關資料,所以首先需先了解設備提供了哪些通訊介面供外部使用,再評估自己的能力與需求制定開發計畫或購買相應的通訊產品協助。以下針對較常見的通訊方式及其特性差異進行介紹。
由表1可看到,除了SECS/GEM外的其他通訊方式中,對於收集到的資料比較偏向單一、分散,需要再透過分類整理成具參考意義的資訊,才能成為在控制面具參考的依據;而使用SECS/GEM通訊方式,是比較有系統性、分門別類地取得有效的資訊,以及讓用戶端可以在資訊充分與合法合理的條件下控制設備。
電子設備數據採集
想從電子設備取得資料,目前透過SECS/GEM的通訊方式如圖1,對使用者在資訊取得的時效性與完整性來說,可以獲得較佳的解決,因此以下分別就設備端與使用端說明進行標準通訊數據採集,應具備的思維與建議的實施方法。

 

圖1 SECS/GEM的通訊功能

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