淺介美國NIST智慧製造系統標準的當前景像

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  近幾年智慧製造在各國政府政策重視下成為製造業未來發展方向,對企業而言,了解其定義進而擘劃轉型發展藍圖成為當務之急。美國標準與技術研究院NIST (前身為國家標準局,NBS) 在2016年2月發佈的《智慧製造系統標準的當前景像》(Current Standards Landscape for Smart Manufacturing Systems)報告中,提出智慧製造生態系架構,其完整度及對標準之全面涵蓋性,或可作為企業理解與規劃智慧製造推動策略時可作參考。在其定義中分為三個主軸:Business(供應鏈),Product(產品),Production(生產),藉由這三個主軸之間進行更緊密的串聯互動,形成更快的產品創新周期,更高效的供應鏈,並讓生產系統產生更大的靈活性。這個架構將企業經營整體維度納入考慮範疇,以多維度相互關聯解釋現實商業環境,也呈現未來智慧製造的複雜系統姿態。

  我們可發現在此架構中,產品生命周期、生產周期和商業周期聚集和交互的核心為製造金字塔(Mfg Pyramid),製造金字塔由企業經營層的ERP(Enterprise Resource Planning,企業資源規劃系統)、製造運籌層的MOM(Manufacturing Operations Management,製造營運管理)、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,數據採集與監控)層HMI/DCS、以及現場實體設備層Field Devic,共4個層次所構成,描繪出現實製造現場系統與設備間互動關係。NIST強調的是在智慧製造現場,設備的自主操作、規劃控制、自我防呆、糾錯修正,這些行為帶來的訊息必須能夠基於「ISA-95標準」,在金字塔內部上下流動。實現從機器設備到產線到工廠,再從工廠到企業系統之間的數據彙整,以實現智慧工廠基於數據的快速決策,優化產量和品質,準確的評估能源和材料的使用,同時可以改善製造現場安全和加強製造業可持續發展。

  透過NIST的智慧製造生態系架構,我們可以很清楚將企業實體經營型態與智慧製造模型進行對應關聯,有系統層次的去理解如何建構達成智慧製造,另外,基於「ISA-95標準」的資訊串接有助去除資訊系統整合間的歧義,確保不同設備與系統在智慧製造架構下均能自由地進行數據交換與利用,發揮管理價值。

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