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作者:陸品丞、李宜靜、李宜玲工業4.0通訊技術於運動控制系統之應用與趨勢

工業技術已發展至第四次工業革命，近年來德國也提出工業4.0的概念，透過將數位化與虛擬化導入生產系統中，以打造智慧工廠為訴求，結合製造業與資訊技術，提出網路實體系統（Cyber-Physical System, CPS）的解決方案。國內外大廠也紛紛投入設備自動化、系統虛實化及工廠智慧化的發展。而互聯網在工業自動化領域中也逐漸占有重要的地位，但因為缺乏一個統一的通訊標準，使得資訊整合成為工業4.0的一大瓶頸。因此本文將介紹OPC UA （Open Platform Communications Unified Architecture）及MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）兩種目前最新的通訊機制，並與機械手臂之運動控制系統進行整合。

作者:陳志明、柯博修、廖孟秋國產IoT嵌入式模組於關燈工廠之解決方案-刀具篇

關燈工廠精髓在於軟硬整合，透過物聯網架構結合雲端運算、大數據分析，達到提升生產效率及節省人力的協作作業。然而在自主化生產的過程中，至少占總成本30%的刀具管理解決方案仍未完整提供與實現，傳統刀具管理系統受限硬體成本與傳輸程序彈性低而複雜，本文提出以主動式感知與信號處理之晶片取代原先被動式無線射頻辨識晶片之解決方案，透過主動式交握系統自主，對刀具進行標準化、系列化管理，能有效避免因人為因素產生刀具出現失控狀態，進而逐步實現智慧製造遠景與未來。

作者:吳佳樺全球液體泵浦市場與產業發展趨勢

在減少二氧化碳排放及節約能源議題下，各國對於用電量大的馬達及驅動設備陸續推動能效提升措施。泵浦為馬達驅動設備之一，其使用數量多、應用範圍廣，占馬達耗電量可觀，歐美開始實施最低能效管制，以提升產品效率。因應能效管制趨勢及產業未來發展，國際廠商朝向應用永磁、磁阻等新型馬達的泵浦提升效率，結合物聯網技術提升泵浦系統整體性能，及提供整體水處理服務等方面佈局。本文探討液體泵浦的能效管制概況、市場規模以及廠商發展動態，並分析全球液體泵浦的產業與市場發展趨勢。

作者:劉孟竺結合工業物聯網之雲端運算發展現況與趨勢

雲端運算是一種將數據和程序存儲在物聯網中而不是計算機的硬體中，並可以允許遠端連線及擷取資訊。其優勢是將傳統製造業手工製造系統轉變為雲端自動化系統，雲端製造可以讓製造業連結管理階層及工廠現場；工業界應用製造業自動化生成的數據來解決相關問題，包括資產可行性、可靠性、能源效率應用、生產可追溯性、彈性製造運用和環境及安全管理。進階的企業數據分析及雲端相關技術，將帶動雲端應用的成長，而傳輸、連線的整合技術為一大要點，技術的成熟與否也影響到其發展的速度。

作者:陳韻巧、林勇志地雲引擎技術與異地資訊整合應用

作者:蔡承佐、黃以宜、李雅萍電子設備聯網與資訊採集技術

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。

作者:吳建佑、黎煥昇、簡榮茂工業機器人與周邊設備通訊之發展

工業設備之間透過物聯網達到互聯已成為工業4.0重要的議題，統一的通訊標準使設備間達到互通，不僅可以減少設備整合的困難度、降低成本、同時可以提升設備的市場競爭力。本文將介紹工研院機械所團隊依產業需求建立工業型機器人專屬之OPC UA資訊模型、驗證方法與成立機器人通訊聯盟，至終使機器手臂與其他設備間達到通訊連結與協作的目的；該開發團隊已在PCB產業方面建立產業通訊標準SECS/GEM與驗證方法，更進一步與合作廠商完成設備聯網之規劃與建置。

作者:梁育禎、許孝誠、劉俊葳基於雙物聯網與擴增實境之智慧定心量產製程人機互動決策系統

近年來，科技進步使人工智慧成為提升製程效能和生產良率的關鍵。針對光學玻璃鏡片定心製程，為降低人工經驗依賴、建立即時診斷機制及縮短調機時程，本研究開發基於雙物聯網架構與擴增實境（Augmented Reality, AR）等技術之人機互動智慧系統，系統建立之分類模型，可精確診斷異常。接著通過雙物聯網架構串聯控制系統與人工智慧（Artificial Intelligence, AI）模型將資料即時傳輸至AR遠端控制模組，進行視覺化決策，並透過遠端控制回饋至定心機台。根據系統實測結果，在真圓度＜0.01mm、裂邊＜E0.5 的目標規格下，生產良率可從64%提升至94%，且生產時間減少29.8%，證實系統對產線製程之效益。

作者:吳建峰、辜巧瑩、廖國宏、莊明龍泛用型智慧機上盒介紹與應用

智慧機械與智慧製造已成為全球製造業的重要趨勢，台灣有完整的數值工具機產業鏈，但是還有更多的中小型製造業，利用傳統的生產設備，生產許多高附加價值的產品，這些傳統生產設備本身並不是高階通訊控制器所控制（例如：傳統工具機、沖床、鑽床、非標準機台）。但許多中小企業因為規模、領域或觀念的問題，無法跨入智慧製造領域，本文將介紹工研院機械所研發的泛用型智慧機上盒（PI-Box），希望以低廉的成本、簡易的安裝，廣泛的應用，讓中小企業可以輕鬆的跨出智慧製造的第一步，讓企業主體驗智慧製造所帶來的好處與便利，進而帶動臺灣製造產業快速升級。

作者:王培寧、徐立宇雲端平台服務技術於機械產業的應用與商業模式

隨著各大商用雲平台的發展，雲端服務技術因具有低維護成本、方便取得、彈性安裝、易於使用等特點，在機械產業中已成為趨勢。然而目前國際機械業大廠提供的雲端服務產品大多僅支援自家設備，國內各機聯網平台也因整合限制多、較難協同共存，較難提供全面性的整合方案。本文將以各法人單位與政府和機械公會合作推出的「智慧機械雲」平台為例，介紹如何將加值雲端應用為目標，以智慧製造與機聯網技術為基礎，建立標準化的應用服務軟體規格；並透過專屬app store打造數位轉型生態系統，協助產業發展數位服務，創造客戶價值。

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:曾惠君、偕睿仁、王俊傑基於Azure平台之機械零組件預兆診斷雲端服務應用

早期設備故障診斷方式是由專家或現場維護人員透過量測儀器，從機器設備上提取信號，再依據個人經驗進行診斷與維護。隨著設備日趨大型化、自動化及複雜化，機械設備往往要求全日運轉而不能停機，一旦機械設備發生故障而導致整條生產線停擺時，其損失難以估計。為協助國內製造產業升級，傳統生產線將透過自動化、智慧化、物聯網技術，提供機械設備關鍵零組件之現況，使現場人員能即時且全面地掌控設備狀況。本文旨在協助不同應用場域之廠商，透過工研院所開發、基於微軟Azure平台的預兆診斷雲端服務，快速導入資料分析、機器預測保養等智慧化能量。

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