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作者:葉峻賓、李曉暉、張文穎、陳漢強、張怡萍、梁儷齡、夏啟峻主軸健康智慧化監診實測

工具母機的主軸被譽為機床的心臟，不僅影響加工精度，保養不當甚至會降低設備稼動。最常採用的主軸檢測規範是ISO-10816，在無負載條件下，利用量測機械非轉動部位的振動量測訊號，來評鑑主軸的健康狀態。然每台設備的使用與維護多少有所差異，當主軸有異常徵兆時，會在某些特定的頻帶或振動特徵上才觀察得到；此外感測器的安裝在主軸頭，常遇到繞線不易與成本過高的問題；透過可攜式無線振動感測模組，可方便安裝並快速檢測。雖然異常的訊號資料不容易收集，然透過正常振動資料的頻譜特徵建模，可以對每一台機台建立各自的健康監診模型，例如機器學習方法GMM （Gaussian Mixture Model）或SOM （Self-Organizing Map）；不僅在有異常的特徵發生時偵測得到，更可在每次維修保養確認後自動更新模型，監測往後的使用是否偏離保養後的狀態。

作者:李敏豪、Denis Xynkin嵌入式工業物聯網與XBee無線模組之整合應用

Digi International XBee是一種可透過協調器（Coordinator）、路由器（Router）及端點（Endpoint），進行從屬設備無線數據交換的網路模塊，市場上已有眾多與其相容的設備販售，使用者可以靈活地選擇進行無線系統建構。本文將介紹工研院機械所發展的無線裝置應用，透過低功耗的微控制器（MCU），經過自訂的通訊協議，並以實現雙向控制，避免封包漏失及確保重送機制，完成高強度的雙向控制遠距離節點控制器。含底層負責採擷數據的感測層端點盒（Endpoint Box），以及透過Digi-Mesh無線傳輸數據的通訊層，中層提供工業物聯網通訊標準閘道器的雙向轉換協作器（Gateway Coordinator），以及上層後台生管製造或雲端系統。

作者:蔡明忠、蘇哲民、李亞樵、朱仁誠、戴振榮、張俊隆Modbus無線路由器研製與室內空氣品質遠端監測應用

工業4.0與物聯網(IoT)蓬勃發展，近年來利用無線傳輸技術開發出的產品也越來越多。本研究開發一個Modbus 路由器，透過RS-485可擷取和寫入多個RTU通訊設備資料，並結合Wi-Fi模組以加入無線傳輸功能，實現具讀值與寫入雙向功能之Modbus無線路由器。此無線路由器經由RS-485傳收多台空氣品質感測器量測資料如溫度、濕度、二氧化碳、一氧化碳等感測資料，並於遠端或近端人機介面顯示室內品質監視器所量測的感測值。此外也可以人機介面改寫顯示器或儀表等的顯示數據，提供更多工業4.0相關應用，除了能排除佈線困擾，也能落實物聯網概念。

作者:劉思宇、梁高榮透過無線競標進行公正拍賣

基於兩項特色，本文提出新的無線公正拍賣方法來改善資源的分配機制。首先是實作出賽局理論裡的斂核觀念來滿足公正的原則。從公正理論的觀點來看，透過斂核觀念所產生的價格比傳統用核觀念產生的價格好。其次是實作出密碼學裡的秘密分享技術。從務實面考量來說，這可以避免無線競價過程中潛在的圍標問題。此外為了彰顯本方法的實用性，本文已將無線公正拍賣方法在手機上實作出來。

作者:狄信祐、李敏豪、楊政城基於網頁及RFID技術的適地性狀態感知技術

在工廠內，作業員或管理階層適時地瞭解整個工廠設備的運作狀態是很重要的一環，因此設備的監控資料需要很容易且正確地傳遞到需要的人的手上。此文章介紹利用WebSocket和響應式網頁設計（responsive web design, RWD)等網頁技術將設備狀態即時更新至網頁介面（web dashboard)，利用網頁介面可以使資訊快速傳遞至需要的人手上，只要可以連接至網路，不受場地或裝置的限制，再藉由手持裝置上的RFID標籤，網頁上顯示的資訊可以自動隨著使用者移動，正確地顯示目前看到設備的運轉狀態以及統計資訊，使用者無須費心費時選取目前的機台，可將心力專注於解讀感興趣的資訊，快速瞭解產線/工廠的運轉狀態並做出最即時判斷。

作者:黃萌祺、高端環、李偉宇、鍾蔿雷射誘發全加成軟性電路板製程

隨著消費性電子產品輕薄短小需求逐漸興起，無論穿戴式裝置、數位相機、消費性電子產品、智慧手機等皆大幅採用軟性電路板製程。現今軟性電路板一般使用減法製程進行製作，藉由黃光微影製程於軟性銅箔基板上形成圖案化線路，再以酸性蝕刻液將銅箔基板上未覆蓋光阻之銅箔蝕刻，即獲得所需的銅線路。由於減法蝕刻製程具有材料損耗大、生產步驟多等環保問題。為符合未來穿戴式電子少量多樣與雙面軟性電路板需求逐漸提升，本研究開發雷射誘發全加成軟性電路板技術，將觸媒混合於具有可撓性高分子膠體中，如：聚氨酯（polyurethane, PU)、環氧樹酯（epoxy)、聚亞醯胺（polyimide, PI)膠體中，將此觸發膠體材料進行大面積可撓式薄膜塗佈後，只需要使用雷射設備，即可進行雙面雷射圖案化與鑽孔製程。之後再以無電鍍製程將金屬沉積附著在雷射圖案化區域上，因此可同時進行雙面電路與鑽孔區域之金屬沉積。與傳統減法蝕刻軟性電路板製程相比較，本技術可將製程步驟由10步簡化為3步，大幅降低製程成本，並藉由全加成製程降低汙染之問題。

作者:周聖鈗、李欣泓、陳響亮、陸品丞、朱玉鳳基於EtherCAT全數位運動控制技術於物聯網（IoT）之應用研究

隨著物聯網（IoT）時代來臨，工業應用領域也開始整合各種技術而興起新一波工業革命，稱為「工業4.0」。工業4.0當中提倡智慧工廠概念，廠內設備的監控與自動化甚為重要，因此首先必須達到工廠資訊的透明化，經由廠內資訊的交互流通，雲端系統可以即時獲取廠內狀態，整合設備資料與生產訊息，掌握人機物料所有狀況，再經由大數據分析及智慧設備達到智動化控制。但工業自動化控制網路標準繁多，常造成機台設備與雲端系統整合上的困難。

至此，工業技術研究院所開發的EtherCAT運動控制平台（EMP），其具有Real-time特性之Ethernet為基礎，使用者可以透過此平台與EtherCAT從站（伺服驅動器、I/O等）連結，有別於傳統運動控制系統，EMP不需額外的硬體,只需透過標準網路卡即具備多軸運動控制能力[1]。EMP直接相容於乙太網路，除整合雲端系統上具有極大優勢外，對於現今生產製造所要求的高即時性亦能兼顧。本文將探討EMP在智慧工廠概念中，利用EMP易開發且高相容的特性，整合行動化裝置與雲端監控系統，實現EMP的行動化應用。

作者:唐翌鈞5G於智慧製造的應用及發展

未來製造業趨勢將面臨少量多樣的高度客製化需求，企業紛紛藉由導入智慧製造來因應市場需求，隨著感測器與智慧科技的導入，衍生了龐大的傳輸需求；5G為新一代的行動通訊技術，具有的技術優勢能夠加速製造業邁向智慧製造。本文將針對智慧製造的發展，以及製造領域中5G的應用機會和主要應用進行說明。

作者:陳昌憲、林晉廷、葉柏毅智慧機聯網於工廠防災監測系統之實務應用

自從德國發起的工業4.0引入虛實整合系統（Cyber Physical System, CPS）概念後，許多製造業者紛紛投入智慧工廠的轉型，並將現有的機台設備進行升級，以期改善少子化帶來的人力缺乏及增加產能，同時亦將廠區防災監測視為重點項目之一。本文將以一食品工業廠為例，介紹針對傳統製造產業設備資料的前端擷取技術，並經過整合有線與含有備援機制的可信賴無線Mesh網路系統進行資料的傳遞與蒐集。最後，透過數據整合與分析，建構一套智慧防災監測系統，提供業者能夠即時掌握廠區環境安全與災害預警通報，進而減少非預期之危害風險產生。

作者:黃仲宏2022年機器人市場分析與影響機器人發展的新一代資通訊技術

全球科技圍繞在AI、5G、B5G、IOT等技術議題發展，機器人這個整合的系統會隨著其發展而更加的智慧化，工研院產科國際所研析未來機器人智慧化的關鍵技術將是自主移動技術、辨認識別技術、精密控制技術、遠距通訊技術。邁向2022年，機器人的市場規模預測不斷變化，其擴大的關鍵有賴於新一代的資通訊技術：機器人視覺、機器人光達、機器人遠端及時控制的O-RAN架構、機器人自主移動通信系統的低軌道衛星等等。新一代的機器人將因更易於安裝和編程，且歸功於資通訊技術的進步，讓其得以無縫連結、整合到智慧製造的部署中。

作者:洪毓蔚、陸一宏、黃郁文遠端即時監測系統落實智慧工廠實務

智慧工廠已是提升競爭力的必然趨勢，在逐步轉型的過程中，建立中央戰情室遠端監測各廠區內的機台運作狀態，可提供安全而有效的生產品質與成本管控。本文將以一重工業廠區案例，介紹針對資料監測與機台控制不同網路穩健性與時效性需求，整合有線與無線網路，建立現場端操作人員可觀察並控制之圖型化介面，輔以自動程式控制，避免操作設定失誤引起製造問題；同時提供遠端及時機台監測與警報系統，降低異常停機的生產損失，提升管理人員工作效率，建立智慧工廠基礎。

作者:黃致諠、黃礪德嵌入式無線量測減速機技術研究

在工業應用上，減速機乃重要動力傳達裝置，普遍是藉由大小不同之齒輪和軸承，組合成一個減速機，連結馬達及機械設備二側，使馬達之迴轉數降低，進而獲取較大的轉矩。一般在量測減速機振動數據時，多半是利用壓電形式加速規，以外掛於減速機表面進行。此舉固然能夠得到精準數值，但在某些場合礙於空間限制，無法順利實施。本文開發目標為嵌入式無線量測減速機系統，此技術可提供使用者即便受到上述阻礙時，仍可成功收取相關振動訊號。除此之外，選用感測器不僅測得振動數據，也包含溫度數據，對於使用者在後台分析上有更多參考。本文透過機構設計、動態分析、雛型機功能驗證，建立具無線量測之減速機功能技術。

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