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技術分享

CTCI智慧原力
工業4.0下數位轉型與智能服務

自工業革命複製勞力技術以來,工業4.0來到了複製人類智力階段,面對這波工業轉型的浪潮,中鼎集團智能事業群一步步透過分析客戶端、工廠端及企業端所產出的「數位痕跡(數據)」,為全球客戶找到新的商業模式並提升營運績效。
2014年高雄市發生一場大規模的石化地下管線氣爆事件,造成非常嚴重的災害。事件過後,由新鼎公司開發設計之「地下長途管線監視系統」立即配合高雄市政府與其他業者,共同建立輸送資訊透明化功能;除此之外,新鼎公司更提供過去少見的平台即服務(PaaS)商業模式,透過雲端運算媒合下游石化業者,提供最即時及優化的解決方案和服務。

CTCI CIP智能虛實整合平台
建構工廠智慧應變力

工業4.0一詞最早由德國提出,目標在以高科技協助企業實踐數位轉型,減少時間和成本浪費,應付更複雜的市場需求。回顧中鼎集團智慧製造服務的歷史,甫自去年智能事業群成立之前,旗下新鼎公司即為儀控系統整合專家,提供工廠作業合理化、標準化和自動化的整合改造服務,如今更跨足智慧製造服務,將工廠數據自動化一路做到智能自動化,期望完成工廠數位轉型。

「數據」是完成工業4.0數位轉型的關鍵,而打通數據流是建立智能工廠相當重要的一環。新鼎打造智能虛實整合平台(Cyber Integration Platform,以下簡稱CIP),將設備所留下的數位痕跡統一集中管理,並透過適當的演算法或是外部軟體進行分析,找出最佳動態模式,再放回整個設備迴路中,使其如同擁有大腦一般,讓設備或產線具有自動應變能力。應用在高雄市地下長途管線輸送監視系統中,新鼎匯集下游石化廠的輸送資料至CTCI CIP,經初步整理再放置於中華電信雲平台,讓使用者只需要使用自身帳號,透過網路連進雲端後即可看見輸送情況,獲得及時訊息。

圖1 高雄市地下長途管線監視系統架構

CTCI GPS-Compressor系統
人機合一協助工廠決策操作

從工業的角度來看,如果能將資產(如生產設備)被使用的行為數位化,就有機會創造更多的應用價值。例如,過去是透過抽樣檢測方式瞭解產品品質,過程耗時且無法逐項調查,如今可透過「虛擬量測技術」,分析該產品生產機台的運作數據,便可間接得知每項產品的品質,這即是透過數據所產生的智能應用;又如檢視設備運轉狀況,過去由專業巡檢人員定期檢測判定,不但非即時且具一定誤判率,因此數據科技在智能工廠上的應用,還包括判斷機器設備的健康狀況與壽命。

圖2 數位轉型敘述(來源:GE M+M 2016研討會簡報)

新鼎在化工產業具備大量經驗,因而開發GPS-Compressor系統(Guiding Process Simulator System),當系統蒐集到各種數據,經由該領域的專業顧問團隊以Aspen軟體建立演算法和虛擬模型後,便能以人機介面(HMI)的操作方式呈現,提供現場人員操作指引。除此之外,在判斷機器設備的健康狀況與壽命,新鼎使用工研院機械所開發之「預兆診斷系統(PMS: Prognosis Monitoring System)」,透過轉動設備上的感測器,蒐集振動、聲音、電壓、電流和溫度等數據,提供設備健康狀態與壽命預測指標,讓現場操作人員及早知道設備損壞的時機。

舉例來說,壓縮機在石化廠中是相當重要的設備,若在使用中發生喘振現象造成跳俥、或是因本身健康程度不佳於操作中損壞,將會嚴重影響石化廠生產進度及運作效率。為解決此問題,過去現場操作人員多半會增加旁通閥或迴流閥之閥開度,但此舉不僅造成蒸氣浪費、閥開度不穩等問題,其操作點(Operating Point)也並非落在最佳範圍,透過CTCI GPS-Compressor系統和預兆診斷系統的運用,就能提供現場操作人員正確建議,將操作點(Operating Point)落在最具效率的範圍內,並瞭解設備使用情形。

圖3 CTCI GPS-Compressor系統操作方式

數位轉型與智能服務
CTCI與全球客戶創造雙贏

從工業發展的歷史來看,工業轉型是必然的趨勢,關鍵在於從複製人的勞力到複製人的智力。18世紀開始,瓦特改善蒸汽機效率並將蒸氣機商品化,大量製造及量化複製的思維就此開始,此時的工業技術在量化複製人類的肌肉力量,人類利用自己發明的機器複製大量勞力,使得人類可以騰出手來做更多的事。來到21世紀,人口老化、少子化、已開發國家的勞動力不足等問題逐漸出現,若機器有人類的理性思維(智能),能幫人類做更多事情的話,人類將可更專注在更重要的決策上,創造更美好的未來。

中鼎集團在這波工業轉型浪潮中擁有良好的立足點,秉持一貫「專業、誠信、團隊、創新」企業文化精神,除了提供iEPC統包工程與智慧製造服務,如今還能透過智能應用與創新技術,提供如BIM Life Time Service、數據整合平台等全方位服務,協助全球客戶進行數位轉型,奠定未來發展智慧商城和智慧園區的基礎,創造企業與企業、廠商、消費者和環境之間彼此雙贏的槓桿效應。
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