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嵌入式系統為工業自動化提升價值
讓生產更有效率

【作者: 王岫晨】   2021年11月23日 星期二

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嵌入式系統顧名思義,是指為了執行特定功能而整合到主系統中的特殊設備。例如智慧電視就是使用嵌入式系統的一個案例,該系統允許了某人使用物聯網來觀看特定串流節目。然而,嵌入式技術的使用並不只侷限於娛樂目的,它還經常用作跨產業的自動化製造系統的一部分。


工業嵌入式系統

一般來說,工業自動化中的嵌入式系統可分為兩大類,包括機器控制和機器監控。在機器與設備控制的應用中,嵌入式系統可用來控制工業機器與設備的許多層面。它可以控制特定製造過程的時間,它也可以動態調整零件的生產以提高產品品質,或者它也可以控制現場工業設備的運作。


機器與設備監控包括對機器的廣義監控,或者更專注於狀態監控,其目的通常是提高機器正常運行的時間與可靠性,並降低維護成本和生產損失。機器設備監控的應用通常包括了工業設備遠端狀態監測、提高工業設備的正常運行時間、遠程結構健康監測、發電狀態監測。在機器控制應用中的嵌入式系統包括了以下幾種:


 先進製造工業的嵌入式控制


 製造設備的監控


 工業嵌入式設備控制


 工業機械的嵌入式控制


節省成本與資金

事實上,創造有形價值從來都不是一件容易的事。除了出於品質的要求需要對最終產品進行嚴格控制外,不同產業的工業公司還需要控制、自動化和最佳化其流程和資源。透過工業嵌入式系統,可讓生產過程更加有效率、經濟和環保。


在設計新產品或對現有產品進行改善時,工程師需要一個原型系統來測試概念設計的穩定性、驗證關鍵性能指標並檢視任何錯誤。而任何商品的生產也都需要準確計算所有生產和交付成本。在這種情況下,建議在生產和儲存的階段減低可能的成本,這些成本可能是由於對系統的控制不足所造成的。而透過生產自動化的嵌入式系統,可以管理工業生產環境以節省資金並增加利潤。


工業自動化嵌入式系統優勢

嵌入式系統是更有價值的數據生成工具,因此安全和保護將是優先事項。而兼容性也使得高效率的嵌入式架構成為挑戰。

工業自動化生產過程中,導入嵌入式軟體可提供以下優勢:


 能夠從任何設備進行控制:如果將嵌入式系統作為製造設備的一部分,就能夠從任何設備(包括 PC、平板電腦或手機)進行控制。


 集中式數據收集和雲架構:這可以將數據儲存在一個地方,並利用雲端數據儲存的優勢,例如加密、保護、備份,並從任何設備即時管理。


 遙控:透過嵌入式系統,可以全天候遠程控制生產過程,並在某些指標偏離常態時,透過專用的行動應用程序來獲得即時處理。


 服務成本低:嵌入式系統在正常操作期間,不需要操作人員手動進行。


 靈活的配置和擴展:定制的嵌入式系統很容易配置並隨著策略來改變。


 數據存檔:生成的所有數據都可以儲存在受保護的伺服器上,以便企業使用它、進行查詢模式並獲得分析的資訊。


 報告:這些數據資料還可以轉化成詳細的報告,這將有助於確定製造過程中的缺失,並對其進行優化,進而可以在降低成本的同時,為客戶提供更多價值。


結語

儘管嵌入式系統具備很多優勢,但與其他解決方案一樣,嵌入式系統開發也存在很多挑戰。例如穩定性,實現穩定和無縫系統是嵌入式程序的核心目標之一,因為嵌入式系統與核心系統如果突然斷開連接,可能會導致無法即時提供設備狀態和操作等資訊。


另外,嵌入式系統是一種更有價值的數據生成工具,因此嵌入式系統的安全和保護將是優先事項。而兼容性也使得高效率的嵌入式系統架構成為挑戰,需要大量設計、測試的過程來解決技術問題。正因為設計嵌入式軟硬體相當不容易,因此在優先考慮穩定性、安全性和兼容性的同時,更必須同時考慮技術細節和應用領域。


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