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【2025 洛克威爾自動化大學】打破數據孤島、實現預測性維護!智造專家齊聚剖析賦能 OEM 設備的關鍵策略

工業 4.0 革命持續深化,全球製造業正經歷前所未有的數位化轉型挑戰,市場需求也已超越純粹硬體性能,走向追求數據價值創造、預測維護與靈活應變的智慧系統。在這股浪潮中,原始設備製造商 OEM 也必須同步轉型,從傳統機械設備供應者,逐步發展為智慧解決方案創新者。近日洛克威爾自動化舉辦「2025 洛克威爾自動化大學」,並在這場年度盛會中邀請多位產業專家,從不同角度解析 OEM 產業最新趨勢,以及當前需求與最佳解方。

系統化數位轉型,重塑智慧製造設備基礎架構

系統化實踐數位轉型已成為製造業進階發展的關鍵。洛克威爾自動化技術顧問田勝德在「系統化實踐數位轉型,引領智造設備與技術升級」演講指出,洛克威爾自動化推出的解決方案著重從設備層徹底革新數據基礎,並透過 OT 與 IT 技術整合,構建開放、彈性且可擴充的視覺化平台。

「這套平台支援多品牌 PLC、OP CUA 及 MQTT 通訊協定,能有效整合 AGV、機器人與工具機等異質設備,並針對惡劣環境設計低功耗嵌入式閘道器,」田勝德進一步介紹洛克威爾自動化的開放式視覺化平台架構(Optix),說明該平台採用低代碼開發模式,支援 C# 核心引擎和內建資料庫,具備雲端與邊緣運算雙平台架構,同時能在低頻寬環境下穩定運行。「為了降低人力學習成本與工程整合複雜度,我們開發出安全控制、伺服控制、手臂控制、製程控制以及動力控制與通訊管理等五大控制整合模組,OEM 廠商可以藉此有效整合多重控制邏輯於同一平台,」田勝德說。

洛克威爾自動化技術顧問田勝德強調,洛克威爾自動化推出的解決方案著重從設備層徹底革新數據基礎,並透過 OT 與 IT 技術整合,構建開放、彈性且可擴充的視覺化平台。

「在 AI 應用部分,我們推出 Design Studio,建構於 Microsoft Copilot 基礎上,支援以自然語言編寫控制邏輯,至於 Guardian AI 和 LogixAI® 則實現邊緣 AI 分析,能夠針對設備運轉訊號進行預防性診斷及高精度製程控制,」田勝德強調,數位轉型應結合 ESG 永續治理與工控資安,建構可持續、自動化且具擴充性的智慧製造平台,為 OEM 製造商開創產業升級的嶄新未來。

打破數據孤島,整合異質設備實現智慧製造

傳統設備缺乏資料整合能力,因此成為當下 OEM 設備製造商提升營運效率的關鍵瓶頸。洛克威爾自動化客戶經理歐峻杰在「整合數據與可視化技術,打破OEM 設備數據孤島」演講提到,目前 OEM 設備製造商面臨五大典型挑戰,包括設備異常無法遠端診斷、生產效率持續下降、難以滿足 ERP/MES 整合需求、功能缺乏差異化而陷入價格戰,以及無法進入要求 ESG 合規的高端市場。「為解決這些痛點,我們推出了 FactoryTalk® Optix™ 平台為核心的整合解決方案,目標是打通 ISA-95 架構下從感測器到企業系統的多層級資料流通,」歐峻杰分析, FactoryTalk® Optix™ 平台具備物件導向建模與語意結構、支援多種通訊協定和異質系統整合,並提供 C# 可擴展邏輯引擎、實現雙通道資料傳輸,以及情境化資料標記與版本管理等特色,有效協助 OEM 廠商建構「會說話」的智慧設備。

洛克威爾自動化客戶經理歐峻杰以餅乾工廠的成功案例,說明 FactoryTalk® Optix™ 帶來的具體效益。

歐峻杰接著以某餅乾工廠的案例,說明該工廠原本整合多品牌的設備,但因溫控器資料格式不一致,導致產品品質不穩定且無法追溯責任區段。「在洛克威爾自動化的協助下,這家餅乾工廠透過 FactoryTalk® Optix™ 建置出烘焙爐數據模型,以 OPC UA 統一資料語意串接各異質控制器,協助管理者完整可視化各區域的即時與歷史溫度數據,確保烘焙溫度穩定在 ±2°C 範圍內,提升產品品質一致性,」歐峻杰強調,在競爭激烈的市場中,唯有掌握數據、釋放資訊價值、主動服務客戶,OEM 設備製造商才能從被動競價者轉型為高附加價值的智慧設備服務供應商。

透過預測性維護降低停機風險、提升設備壽命

設備突發停機、維修人員無法即時到場、難以掌握零組件實際壽命等問題,也是製造業者與 OEM 機台供應商的常見痛點。洛克威爾自動化業務經理李懿庭在「借力預測性維護與設備健康監控技術,降低非預期停機風險」演講中,強調「預測性維護」技術,將是最佳解方。「預測性維護的核心價值在於能夠主動預測設備潛在異常並提前介入,有效降低停機風險、延長設備壽命,並實現數位化設備健康管理,進而提升客戶滿意度,」李懿庭指出,洛克威爾自動化的預測性維護解決方案橫跨四個核心層級,包括現場設備層的 Dynamix™ 震動監測模組、驅動層的 PowerFlex® 變頻器系列、控制層的 Logix 系列控制器、邊緣分析層的 GuardianAI 與 LogixAI。

洛克威爾自動化業務經理李懿庭強調「預測性維護」技術,將是製造業的重要解方。

李懿庭進一步介紹每項技術的特點與優勢。首先,Dynamix™ 震動監測系統透過加速度感測器擷取震動訊號,辨識不同頻率對應的機械故障模式;PowerFlex® 系列變頻器內建 TotalFORCE® Technology,能即時監控關鍵元件,無需額外感測器即可提供壽命預測;Guardian AI 可以利用變頻器本身的馬達電流訊號作為資料來源,快速擷取大量資料進行時域與頻域分析,並應用 MCSA 技術結合內建專家模型,自動判斷培林異常、軸心偏移與風扇失衡等問題;LogixAI® 則針對整線或機台系統層級進行建模,結合物理模型與深度學習,支援異常偵測與 Soft Sensor 模式,透過 PLC 內部資料自動建模,不需外部資料科學家參與,且模型部署於控制器邊緣端,能夠迅速反應並即時告警。「這套完整的預測性維護解決方案能夠帶給 OEM 廠商與終端客戶雙贏局面,OEM 廠商可以提升設備差異化與附加價值,跳脫價格競爭,終端用戶則能提升設備穩定性、降低停機風險並提高產線良率,」李懿庭說。

借力模組化設計工具加速開發速度、滿足市場新需求

洛克威爾自動化客戶經理張瑞芯在「以標準化與模組化設計工具縮短開發時間,快速滿足市場新需求」演講中,深入分析台灣設備製造業的關鍵地位與挑戰。張瑞芯表示,目前製造業正面臨人力短缺嚴重、人才培養週期長、開發流程冗長等痛點。為協助客戶解決這些問題,洛克威爾自動化推出 Studio 5000® ACM (Application Code Manager)解決方案,「這套模組化程式設計工具的標準化程式庫,可以建立重複使用的動作模組,模組化邏輯設計也能讓新機型開發只需從程式庫拖曳既有模組,無需重寫程式,」張瑞芯強調,Studio 5000® ACM 的多人協作,以最佳化統一語法與邏輯架構,不僅讓工程師間溝通更順暢,更大幅降低新人學習曲線、提高整體團隊開發效率。

洛克威爾自動化客戶經理張瑞芯分享,Studio 5000® ACM 與 Emulate3D® 可助力企業提升跨部門溝通效率與決策品質,建立數位孿生模型,為流程優化、維運與 ESG 管理奠定基礎。

此外,洛克威爾自動化也推出 Emulate3D® 虛擬模擬與調試平台,並提供三階段架構:在 Demo 階段建立 3D 設備模型以快速驗證概念、在 Simulation 階段加入物理參數進行效能分析、在 Emulation 階段整合控制程式邏輯執行完整虛擬調試。「近期就有汽車與輪胎設備製造商導入Emulate3D®,成功縮短設備開發與調試時間約 30%,化學工廠也藉此平台模擬全廠,在設備建置前完成驗證與優化,」張瑞芯強調,Studio 5000® ACM 與 Emulate3D® 為不同層級帶來明顯效益,企業可因此提升跨部門溝通效率與決策品質,建立數位孿生模型,為流程優化、維運與 ESG 管理奠定基礎。

前瞻技術賦能 ICT 與 Vision AI ,創新製造效能

在「透過 ICT 與 Vision AI 智能能檢測功能實現高效製造、提升良率品質」演講中,洛克威爾自動化客戶經理歐峻杰深入剖析透過前瞻技術提升製造效率與品質的具體行動方案。歐峻杰指出,面對生產彈性不足、設備結構僵硬、客製化代價高昂、停機損失巨大以及難以因應 ESG 與智慧工廠需求等挑戰,洛克威爾自動化推出 ICT 獨立台車技術(Independent Cart Technology)與FactoryTalk® Analytics™ VisionAI™ 解決方案,包括適用於輕載快速輸送的MagneMover® Lite™、能處理重載運輸的 QuickStick®,以及專為精密閉環輸送設計的 iTRAK® 等,這些產品與解決方案具備高精度微小瑕疵辨識能力、可適應少量多樣生產需求、支援預測性品質管理、提供全站可視化監控與雲端部署功能等特色。

「以包裝機、包裝線設計大廠虹興機械為例,他們導入 iTRAK® 後,空間節省約30-50%,產線切換時間從 2 天縮短為 4 小時,產能提升可望達 20% 以上,同時能精確追蹤各段能耗,有利於補助申請與 ESG 認證,」歐峻杰進一步分享,虹興機械還嘗試將 VisionAI 應用在血液檢測模組開發,讓每一份樣品都可以對應唯一履歷追蹤,大幅優化產能與品質管理能力。

整合中階解決方案,實現 OEM 智慧轉型全方位升級

洛克威爾自動化技術顧問陳慧真建議 OEM 業者可以導入洛克威爾自動化的 FactoryTalk® Design Studio 雲端開發平台,促進多人協作與跨控制器整合,並消除單機作業造成的版本衝突與效率低下。

產業環境快速轉變,製造業對 OEM 的需求也更趨複雜。洛克威爾自動化技術顧問陳慧真在「創新中階解決方案—以 RA 整合架構驅動智慧轉型」演講中指出,彈性生產、數位化與 AI 導入、ESG 與碳排管理、資安合規、虛擬試車與遠端維運,以及資料分析與系統整合,已成為製造業對 OEM 機台的新需求。對此,陳慧真建議 OEM 業者可以導入洛克威爾自動化的核心創新工具和技術,例如運用 FactoryTalk® Design Studio™ 雲端開發平台,「這套平台可以促進多人協作與跨控制器整合,自動合併修改版本並支援多種韌體,消除單機作業造成的版本衝突與效率低下,」陳慧真說。

在模擬與虛擬試車技術方面,洛克威爾自動化提供 FactoryTalk® Logix Echo 與 Emulate3D® 相結合的解決方案, FactoryTalk® Logix Echo 能夠模擬真實 PLC 邏輯運行與通訊,Emulate3D® 的高擬真度物理模擬,則可以支援整廠、整機的模擬運行。另一方面,在設備智慧化層面,陳慧真介紹 Embedded Edge Compute 以及 OptixEdge™,「Embedded Edge Compute 是一種可插入 ControlLogix® 背板的運算模組,能夠執行容器化應用程式,適用於各類型廠區,它提供雙網域連線,支援MQTT、REST API、OPC UA 等協議,成為雲端部署與設備資料收集的重要橋接器,」陳慧真說。

數位轉型已不再是大型企業的專屬領域,而是中階 OEM 設備製造商必須具備的共通關鍵能力,在這樣的趨勢下,洛克威爾自動化提供完整解決方案,可以協助 OEM 設備製造商突破傳統限制,以加速企業實現產品高值化與營運永續化的全方位轉型。