台達BCS整線設備管控系統，助攻智慧工廠

智慧化浪潮席捲全球製造業，無論是德國的工業4.0、美國的AMP計畫、日本的PRISM或是台灣的智慧機械政策，都強調透過IT (Information Technology)與OT (Operational Technology)技術的整合，讓製造現場的訊息可視化，並為不同系統所應用，進而延伸數據的價值。

從智慧製造的建置步驟來看，系統中各類設備的機台聯網會是第一步，機聯網作用是將製造設備的運作狀態傳送至上層MES(Manufacture Execution System；製造執行系統)管理平台，讓管理者可即時掌握製造現場資訊，之後再匯聚成大數據，進行儲存、運算與分析，不過台達指出，製造系統中設備的數量龐大，所回傳的數據量極多，未經整合就直接上傳至MES系統將造成MES的工作負擔，反而讓整體的系統效率不彰。

機聯網直接上MES 系統效能不增反減
現在傳統製造系統的運作模式，是在製造設備在運作的同時產生即時資訊，這些製造資訊會經由通訊網路傳送到上層的MES。在自動化時代，MES的作用是監控生產線中每一環節的運作狀態與效能，讓現場管理人員可即時掌握調整，使產線開出預期產能。智慧化之後，製造業者希望MES仍繼續自動化時代的工作的同時，再兼具可視化管理與資訊傳遞功能，讓底層設備的數據可無縫流動，遞轉到上層雲端平台，不過以目前的架構來看，要達到此一智慧化願景，難度相當高。

首先，製造設備所需傳回的數據量非常龐大，未經處理就直接丟給MES，會造成MES的工作負荷過載，反而拉低整體系統的效益；其次是設備會因不同供應商而有不同的通訊協定，光是為各說各話的製造設備翻譯成MES可以聽懂的統一語言，就會讓架構非常複雜。而就算完成所有設定，現有的架構也難有彈性，僵化的系統將難以面對現在少量多樣的即時換線生產、未來可能的產線擴張挑戰。

有效管控製造設備 BCS兼具彈性與智慧化
不過上述痛點其實都早有解決之道，台達指出，面板製造早已採用BCS(Block Control System；整線設備管控系統)解決相關問題。BCS不但具智慧化，而且技術成熟度高，對效能、良率有高度要求的面板產業已使用多年，透過專業系統廠商將之調整，即可應用於多數製造業，讓智慧化快速落地。

在製造系統中，BCS位於機聯網與MES中間，縱向串聯工廠設備及上層製造執行系統間的資料流，對下負責設計產線設備的運作流程，對上則以單一通訊協定與MES介接，讓MES可將運算資源專注於整體產線管理。台達指出，BCS在面板產線應用多年，因應面板製造需求，設計出對應的智慧化功能。由於近年來面板所用的玻璃基板尺寸漸大，厚度也越來越薄，因此產線上的在製品運送必須盡可能平穩流暢，對品質有要求的製造業來說，將可提升產線效能與產品品質。

此外BCS也具備智慧製造概念要求的彈性化與邊緣運算特色，由於面板的應用多，會有不同的裁切尺寸，因此產線中不停機混線生產已是常態，BCS本身也具備可擴充性，產線可隨管理需求縮減擴張。另外邊緣運算已成為智慧製造系統的重要設計，BCS在匯集底層設備數據後，可先一步篩選數據並加以運算，再將運算過的資訊提供給上層的MES分析，另一方面BCS可立即根據MES指令處理命令、提高應變效率，與MES 之間達到專責分工，減少MES的負擔、提高整體系統效率。

經驗決定導入成敗 台達領先市場一大步
不過即便BCS的功能強大，可協助製造業加速落實智慧化，系統要導入仍非易事。台達指出，自動化製造系統的體系繁雜，設備與製程的互動環環相扣，新功能或新設備的加入往往是牽一髮動全身，因此需要非常有經驗的系統供應商協助，才能同時解決系統快速上線與功能貼合需求等兩大挑戰。

以台達為例，其協助國內外面板廠建置超過100座全廠導入BCS的廠房，產線數量超過5000條，無論是數量或經驗，都已是台灣第一，加上本身在自動化領域早已具備完整布局，讓台達DIABCS深具優勢，從企業需求蒐集、規格設計、系統上線到後續的維修，都可提供完整服務。

以最近的LCD廠客戶為例，LCD是典型的技術密集產業，其製程技術先進且複雜，再加上玻璃基板尺寸越來越大、越來越薄，一有失誤就容易破裂導致損失。台灣大型LCD製造業者選擇台達做為合作夥伴，由台達協助設計自動化產線，並導入台達DIABCS整線設備管控系統，讓製程管理更聰明、更有效率。

在此系統中，台達除了讓產線設備互聯，以即時監控生產活動並擷取數據外，DIABCS也在系統中運用了AIoT新概念–邊緣運算。

過去LCD產業的聯網系統架構，機台與上層系統需要來回溝通，導致MES負荷過重，整體系統效能不彰。具備邊緣運算功能的DIABCS，則讓客戶的產線系統在第一時間就整合並過濾終端設備蒐集的資訊，之後再依據需求處理或傳輸資訊。

這種做法對客戶產線有兩大好處，首先是需要即時處理的資訊，可以直接在終端系統反應，不必再來回傳輸，其次是MES系統所接收的數據已經前端預處理過，MES再處理速度就可以加快，效率也可以有效提升。

此外台達DIABCS也針對TFT-LCD面板產業需求，設計出自動化產線區塊控制，依據設備特性分類，讓同類型製程可以群集，再利用產線傳輸的控制邏輯，做到同時間控制不同產品，而且可在同一條產線上的不同區塊分別生產，打破傳統產線同一時間只能加工單一種產品的作法，這做法可以讓產線稼動率最大化，以有限的硬體設備，創造出更大的利潤。

台達表示，雖然德國推動工業4.0已有7年，不過對多數製造業者來說，智慧化仍屬於全新議題，認知仍然模糊，目前市場上建議的做法是先從機聯網切入，然而現在業界的機聯網架構仍是一片混亂。面對企業轉型的迫切需求，BCS 的技術很適合由面板業拓展至銅箔基層板(CCL)、印刷電路板 (PCB) 及電子組裝 (PCBA) 以及許多其他產業應用。透過BCS的整合，製造業者將可先讓第一層架構組織穩定，進而發揮出智慧化系統應有的效益，之後再藉此逐步往上疊加，建構出完整的智慧製造系統。