項目簡介
在產(chǎn)品制造過程中，生產(chǎn)節(jié)奏的順暢度決定了的整體生產(chǎn)效率，任何一道工位出現(xiàn)暫時停頓都會影響下一道工序的進度，嚴重時甚至會造成無法準時交貨。為了維持一致性的生產(chǎn)節(jié)奏，原物料（或者是零組件、半成品）配送扮演著關(guān)鍵角色。但由于物料配送在生產(chǎn)流程中是頻率高、耗時長且成本高的作業(yè)活動，因此近來已有不少紛紛采用自動導引車（Automated Guided Vehicle, AGV），以這種自動化又可彈性調(diào)度的無人載具來搬運物料，藉此達到節(jié)省人力、提高反應時間與降低錯誤率的目標。
但對于導入新科技而言，是個占地較廣且相對較復雜的使用環(huán)境；而一套能于正確時間將正確物料自動送達正確工位的AGV物料配送系統(tǒng)也并非只是導入AGV即可，它還囊括了諸多軟硬件整合技術(shù)。因此系統(tǒng)整合商除了自身的軟件研發(fā)能力之外，還需選配適合的硬件產(chǎn)品，方能順利完成系統(tǒng)開發(fā)并使系統(tǒng)發(fā)揮預期功效。
某電子廠擁有眾多產(chǎn)品線可以一次性滿足AGV物料配送系統(tǒng)開發(fā)商的多樣需求，而WISE-4000無線I/O模塊與WISE-5121工業(yè)無線AP兩系列功能強大、易于整合的無線網(wǎng)絡產(chǎn)品還能讓系統(tǒng)整合商在環(huán)境嚴苛的快速布建可靠的無線通信鏈接，從而確保系統(tǒng)可以順暢地執(zhí)行物料配送作業(yè)。
圖片
系統(tǒng)需求
位于河南鄭州高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的某系統(tǒng)整合廠商致力于智慧工業(yè)應用之研發(fā)。成立至今，該公司自主開發(fā)出了自動化管理、智能物流及倉儲管理、園區(qū)AGV物流管理等多套系統(tǒng)，且已取得多項國際質(zhì)量認證與軟件發(fā)明專利。目前，該公司正在為傳統(tǒng)研發(fā)廠房內(nèi)使用的AGV物料配送系統(tǒng)，藉此協(xié)助汽車組裝廠與電器制造等從人工揀料與搬運轉(zhuǎn)型為自動化的物料配送管理。
由于這套自動化物料配送系統(tǒng)既得實現(xiàn)AGV物料搬運與配送，還要讓工位上的作業(yè)員能通過按鈕發(fā)出補料的請求，并且讓AGV在電量不足時自行到充電站充電以及監(jiān)控其充電狀態(tài)。因此該公司需要一套能提供數(shù)據(jù)擷取、無線網(wǎng)絡、串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口、車載計算機等等硬件產(chǎn)品的完整解決方案，如此才能同時實現(xiàn)工位叫料、自動配送與自主充電的智能應用。
此外，AGV物料配送系統(tǒng)必須在數(shù)百平方公尺的廠房內(nèi)通過無線網(wǎng)絡來傳送各種數(shù)據(jù)，因此需要運用傳輸速率較快與涵蓋范圍較廣的Wi-Fi技術(shù)來建置無線通訊連接。而且各種硬件產(chǎn)品在抗噪聲干擾、數(shù)據(jù)正確性、網(wǎng)絡穩(wěn)定性等方面也要提供更好的防護機制以保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
系統(tǒng)概述
研華的無線解決方案分成三大部份來滿足此項目之需求。首先，以工業(yè)等級的無線AP WISE-5121來搭建足以涵蓋整座廠房的Wi-Fi網(wǎng)絡；其次，于工位與AGV充電站均安裝基于以太網(wǎng)絡的無線I/O模塊WISE-4050，藉此即能采集與傳送工位缺料信息與AGV充電信息；第三部分則是為AGV配置串口設備服務器EKI-1361以便連接車上的PLC控制器并上傳數(shù)據(jù)至系統(tǒng)，同時，依托精簡型觸控計算機TPC-1251T負責管理AGV的運行數(shù)據(jù)。
作為廠內(nèi)無線網(wǎng)絡通訊的核心，WISE-5121是一款符合IEEE 802.11b/g/n標準與IP66 防護等級的高性能微型基站，可為嚴苛的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境提供穩(wěn)定可靠的無線通訊連接。其內(nèi)置的定向雙極化天線不僅能使無線信號傳輸?shù)酶h、覆蓋面積更廣，也省去額外安裝外部天線的麻煩。采用私有隧道協(xié)議與支持加密技術(shù)則為網(wǎng)絡傳輸提供了更強而有力的安全保障。
而WISE-4050則是研華針對物聯(lián)網(wǎng)應用而推出的無線I/O模塊。提供多個數(shù)字輸入/輸出通道，其兼具了數(shù)據(jù)擷取、處理、上傳的功能，因此該項目只需在每個工位安裝一個模塊即能完成不同叫料按鈕、開關(guān)、故障等信息的收集與傳送，從而簡化了系統(tǒng)架構(gòu)。此外，WISE-4050還提供了自動濾波功能，可以通過設定信號范圍來過濾噪聲以免除采集信號受到干擾的問題。內(nèi)置的閃存與時間戳能在網(wǎng)絡斷訊時暫存數(shù)據(jù)，并待網(wǎng)絡復原時主動續(xù)傳，藉此確保所收集數(shù)據(jù)的完整性與正確性。雙重無線操作模式則讓工程人員可直接通過移動裝置連接WISE-4050，快速配置與診斷，讓系統(tǒng)維護更加簡便。
至于安裝在AGV車上的兩款硬件產(chǎn)品：EKI-1361能把RS-232/422/485的串口信號轉(zhuǎn)換成無線以太網(wǎng)絡信號，因此只要是提供串口的裝置幾乎都能通過它輕松地連上無線網(wǎng)絡而無需編寫特殊的驅(qū)動程序。而具備IP66防護等級并內(nèi)建64G固態(tài)硬盤的TPC-1251T則提供了優(yōu)異的抗震性與耐用性，可以滿足AGV類車載應用需要高穩(wěn)定度之觸控計算機需求。
結(jié)論
隨著勞動力的短缺與勞動成本的增加，急需導入更多自動化與智能化的應用以便解決人力不足與招工不易等問題。通過研華易于整合的完整無線解決方案，系統(tǒng)整合廠商可以更方便且快速地完成AGV物料配送系統(tǒng)開發(fā)，進而讓制造能早日導入可節(jié)省人力并提高生產(chǎn)效率的智能應用。
此外，某電子廠的*評估建議也讓系統(tǒng)整合商從原本決定選用傳輸速率、涵蓋范圍與開放性都不足的Zigbee網(wǎng)絡技術(shù)改為采用更適合的Wi-Fi通訊，從而降低了系統(tǒng)開發(fā)風險，也讓系統(tǒng)在范圍廣、環(huán)境復雜的廠房內(nèi)能有穩(wěn)定傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡。此外，Wi-Fi的高度普及與兼容性也讓現(xiàn)場管理人員可透過各種移動裝置作為手持終端，進行現(xiàn)場端AGV的調(diào)度管理。由于此項目的系統(tǒng)整合廠商對鴻研的產(chǎn)品質(zhì)量和*技術(shù)與售后服務都非常滿意，因此其第二階段即將導入的遠程監(jiān)控管理與MES/ERP對接整合等新功能也將持續(xù)選用某電子廠產(chǎn)品。
鴻研電子提供的產(chǎn)品如下：
電腦平臺類：
工控機、嵌入式無風扇計算機、加固工控機、工業(yè)平板電腦、工業(yè)顯示器、
一體機、工業(yè)服務器、HMI人機界面、觸摸屏
采集與控制類：
可編程控制器(PLC、PAC)、變頻器、多功能數(shù)據(jù)采集卡（DAQ） 、運動控制卡、數(shù)字量 IO 卡、遠程 IO模塊
工業(yè)通訊類：
工業(yè)以太網(wǎng)交換機、串口聯(lián)網(wǎng)服務器、現(xiàn)在總線網(wǎng)關(guān)、工業(yè)多串口卡
接口轉(zhuǎn)換器（RS232 轉(zhuǎn) RS422/485、光電轉(zhuǎn)換、串口轉(zhuǎn)光纖、USB 轉(zhuǎn)串口、中繼器、集線器、USB HUB）
工業(yè)無線產(chǎn)品(無線串口服務器、無線 AP、無線接入控制、IP網(wǎng)關(guān)、工業(yè) GSM/GPRS 路由器）
軟件類： Windows 正版系統(tǒng)、組態(tài)軟件、可根據(jù)客戶需求定制開發(fā)機器視覺，運動控制，采集等軟件
合作品牌商：
臺灣系：研華、摩莎、泓格、臺達
大陸系：阿爾泰、宇泰
日美系：西門子、三菱、歐姆龍
