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創鈺「UWB室內定位解決方案」 啟動工業4.0的第一步

Sponsored Content 2018.01.05
數位時代

效率、品質、成本，是製造業最關注的三大重點，近年來興起的工業4.0趨勢，其核心精神也是環繞這三個營運重點，透過自動化與智慧化的方式，提高生產效率和品質、並降低成本，然而工廠智慧化的方式有很多種，從人、生產設備、物料管理到環境監控…等，每一個都是可以切入的面向，只可惜台灣目前在討論工業4.0時，太過強調生產設備智慧化，忽略「人」才是智慧化的基礎。 「我認為工業4.0的第一步，應該先從人的管理開始做起，」創鈺國際科技總經理賴鴻銓語氣肯定地說。

台灣製造業所使用的生產設備，大多數為單機作業環境，要經過很多道程序才能轉型智慧化，例如：佈建網路、裝感測器、開發數據分析軟體…等，這當中所需投入的成本和時間，容易讓企業卻步不前，但是「人」的管理相對容易許多，只要透過室內定位技術及圖形化的後台介面，就能幫助製造業實現從人員、機器設備、原物料、作業方式到環境的管理智慧化。

以人的管理為基礎 啟動工業4.0轉型藍圖

然而，目前常見的室內定位技術如RFID、藍牙、WiFi、ZigBee等，因為穿透性佳，反而不適合應用在牆壁隔間多的製造工廠，當訊號穿透牆壁時，容易與其他空間的訊號相互干擾、影響定位準確度。

因此創鈺國際以UWB（Ultra Wide Band；超寬頻通訊技術）為基礎推出「製造業微定位解決方案」，應用創新的演算法設計，實現工廠管理智慧化的目標，台灣某知名電子製造大廠便是應用創鈺國際科技「製造業微定位解決方案」管理位在大陸的上千人工廠，大幅改善人員作業效率與管理透明度。

創鈺國際科技副總經理賴宗鼎指出，該製造業在導入「製造業微定位解決方案」後，進入廠內的所有人員都需配戴UWB手環，做為人員進出工廠的門禁管制，當其在廠內移動時，圖台會清楚標示出目前所在位置，如此一來，管理者便能確保工廠內所有人員，包含作業人員、訪客與外包廠商的生命安全。

倘若人員遇到緊急狀況，只要按下UWB手環上的求救鈕，管理者便能從圖台介面得知求救者的位置，並通知距離最近的救護人員前往協助，又或者當人員在禁區或高危險區域長達一段時間沒有移動，管理者也能即時派人前往查看，降低工安意外的發生機率。

除了降低工安意外，掌握作業人員位置還有一個好處，就是搭配管理政策來提高生產效率、降低員工「假性出席(Presenteeism)」的機率。

美國學術期刊《Journal of Occupational Health Psychology》曾經刊出一篇文章指出，上班族普遍有「假性出席」的現象，也就是雖然出勤卻因故無法發揮全效狀態，可能因為精神不佳無法投入工作，或假藉各種名義離開工作崗位、直到接近下班時間再回來，這種假性出席的工資成本占整體薪資比例將近4成。

透過UWB手環的配置，系統可以計算人員在線時間，並列出報表，針對沒有達到標準值的員工，再由主管介入主動關懷，久而久之自然能減少作業人員刻意偷懶的行為、提高生產效率。「一座5千人的工廠，每年人資成本至少20億元，只要提高5%的作業效率，就能節省至少1億元的成本，」賴宗鼎強調。

室內定位圖台升級戰情中心 工廠管理資訊一手掌握

由於室內定位的圖台介面可以整合很多訊息，因此該製造業者也善用此特性，從最初的人員管理，到之後陸續整合其他資訊系統，將圖台轉變成工廠戰情中心，集中管理廠內的人員、機器、原物料、作業方式與環境安全。

舉例來說，在機器設備管理上，整合了設備數據自動化蒐集系統，在圖台上標示出產線主要機器設備的位置，當機器故障或需要更換零件時，圖台介面就會亮起警示燈號，提醒管理者通知相關人員，以便產線能夠快速復原，將效能維持在一定水準。「雖然設備數據自動化蒐集系統，也會預知機器維修時間，但是沒有圖形化介面去提醒管理者，相關訊息很容易就會被忽略，之前就曾經聽過某大型工廠的機器壞了3年都沒有被發現，」賴宗鼎解釋。

至於原物料管理上，則是在物料自走搬運車安裝UWB手環，當自走車發生碰撞、脫離軌道等異常現象而靜止不動時，圖台介面同樣會亮起警示燈號，中控室就會告知相關人員自走車停在哪個位置必須處理。另外，圖台介面也整合了生產資訊管理系統，當產品良率低於正常標準時，管理者只要點選圖台上的攝影機圖示，螢幕就會立即秀出即時監控影像，確認是否產線員工的操作方式有誤而影響良率。

雲端提供充分運算資源 確保室內定位精準度

由於室內定位所需的運算資源非常大，創鈺國際將相關的演算法和運算引擎放上微軟Azure雲端平台，因為Azure提供完整的開發套件如：MSDN、.NET等，所以開發速度很快，另一方面對使用者來說，雲端也是比較具有成本效益的選擇。

賴宗鼎進一步解釋，隨著使用規模擴大，室內定位所需求的運算資源也會跟著增加，例如：一座5千人的製造工廠，假設每隔5秒鐘就發出一次訊息，等於同時有2萬5千個訊息發送給伺服器，這對系統來說是很沉重的負擔，很容易造成當機或塞車的情形，而伺服器運算速度只要延遲個2秒，最終運算出來的結果與實際位置可能會誤差到15公尺之多，大幅影響定位精確度。

室內定位技術一開始應用於大型公共空間的導覽服務，例如：展覽會場、博物館、美術館、機場…等，隨著技術演變而成為工廠智慧管理的推進器，協助製造業順利踏上工業4.0之路。

醫療智慧化 提昇品質和效率

除了製造業以外，醫療業也很適合應用UWB室內定位技術提升服務品質或管理效率。賴宗鼎指出，醫療業的室內定位應用分成兩種，一個是傳統常見的導覽應用，以藍牙技術為基礎、手機App為介面，為到院就診的病患或家屬提供路線導航服務，避免民眾在醫院迷失方向，並降低在醫院停留的時間。

另一種則是應用於醫療管理，此時就適合採用UWB技術，讓醫護人員可以即時找到想要找的人或儀器設備。舉例來說，健檢中心的客戶在等待檢查過程中，可能會四處走動打發時間，護理師只要在健檢者手上配戴UWB手環，就能透過圖台看到健檢者目前所在位置、提前通知客戶回到健檢室進行檢查；又如急診室空間有限，病床不得不置放在週遭的走廊上，導致急診室醫師無法在第一時間找到病患，若在病床上安裝UWB手環就能解決此困擾。

創鈺國際科技成功背後的 Azure 關鍵服務 : Azure Virtual Machines

創鈺國際客戶群涵蓋政府單位與公民營大型企業，由於每個客戶對於公有雲接受度不一，採用 Azure Virtual Machines 帶給創鈺最大的業務彈性，Azure Virtual Machines 採用 Windows Server Hyper-V 相同之虛擬化技術，可以直接使用 Hyper-V 虛擬硬碟檔案格式 (VHD) 上傳至雲端使用。也可以透過 Azure 入口管理管帳自由選用 Windows 或 Linux作業系統之映像檔直接在雲端建立虛擬機器，用戶隨時都可以將整個虛擬硬碟檔案虛擬硬碟檔案 (VHD) 匯出或下載，不會受制於單一雲端業者服務。

英特爾拓展物聯網發展藍圖

　　英特爾公司為拓展智慧型物聯網(Internet of Things，IoT)藍圖，推出先前代號為「Bay Trail-I」的Intel® Atom™ (凌動™)處理器E3800系列產品，以及Intel® Quark系統單晶片(system-on-a-chip，SoC) X1000。這些產品的推出讓英特爾的物聯網市場藍圖從具電源使用效益型的Intel® Quark SoC一路涵蓋到高效能Intel® Xeon®處理器。

Intel® AtomTM處理器E3800產品系列

運用英特爾領先業界的22奈米製程技術，加上3-D三閘(tri-gate)電晶體打造而成的Intel® AtomTM處理器E3800產品系列，是專為構成物聯網的智慧型系統量身打造的系統單晶片。這項嶄新的微架構加入許多針對物聯網的重大改良，包括改善效能與功耗、低待機功耗(standby power)、錯誤校正碼(Error-Correcting Code，ECC)、以及支援工業級運作溫度範圍。

此產品系列是用來支援高效率的影像作業以及各種數位電子看板應用，比如互動資訊站、智慧型販賣機、自動櫃員機(ATM)與銷售點管理系統(point-of-sale terminal)、可攜式醫療裝置、以及車用資訊娛樂系統(in-vehicle infotainment system)等。

錯誤校正碼(ECC)：加入ECC功能的Intel® AtomTM處理器E3800產品系列提供極高的資料完整性、可靠性、以及系統正常運作時間，讓設備能在工廠這類嚴苛環境中長時間正常運作。

工業級運作溫度範圍：Intel® AtomTM處理器E3800產品系列為強固型設計與極端環境提供卓越的可靠性，包括像工廠以及消費與商用車輛裡的車用資訊娛樂系統。

簡化系統設計與物料清單(bill of material，BOM)最佳化：整合各種I/O與加速功能，讓產品加入多元化的處理功能，進而使整體系統成本最佳化。

低功耗與節能：Intel® AtomTM處理器E3800產品系列提供的超低待機功耗可達毫瓦(milli-watt)等級，熱設計功率(Thermal Design Power，TDP)則僅5至10瓦。

提升視覺體驗：Intel® AtomTM處理器E3800產品系列在低功耗下仍具備優異的媒體與繪圖功能，提供更快的媒體格式轉換、立體3-D功能、高效率影像處理、超臨場感的網頁瀏覽、以及透過HDMI介面搭配第七代Intel® HD繪圖(Intel® HD Graphics)技術進行更有效率的HD影片轉檔。

Intel® Quark SoC X1000

低功耗、微型化核心的Intel® Quark SoC X1000是針對快速成長中物聯網市場的新興應用所設計，包括工業、能源、以及運輸。系統單晶片(SoC)的處理核心為32位元、單核/單執行緒的Intel® Pentium®指令集架構(ISA)相容處理器，運作時脈速度達400MHz。這款SoC亦支援DDR3記憶體、PCIe介面、乙太網路(Ethernet)、USB裝置、USB 主機、SD記憶卡、UART、12C、GPIO、SPI、JTAG、Arduino IDE、以及開放原始碼Linux作業系統。

對於放置在工廠廠房這類需要全時運作的設備，Intel® Quark SoC X1000內建的錯誤校正碼功能，能夠使資料維持極高的完整性、可靠性與系統正常運作時間。此外，亦支援工業級運作溫度範圍，協助產品符合工業控制與自動化應用在廠房、智慧電網(smart grid)、以及交通運輸基礎建設中運作的相關規範。

Intel® Quark SoC X1000可整合軟體堆疊。軟體堆疊是以預先驗證的解決方案為基礎，包含McAfee Embedded Control以及Wind River Intelligent Device Platform，提供可互通的安全防護、管理與連網功能，打造出真正可擴充的物聯網效能與功能。

McAfee Embedded Control：McAfee Embedded Control透過全面性的變更政策執行以及管理遵循，提供全方位的保護並避免安裝不必要的應用程式。精簡的軟體技術亦讓物聯網裝置能自我修復以抵禦惡意程式的感染與攻擊。

Wind River Intelligent Device Platform：Wind River Intelligent Device Platform預先整合智慧與連網功能造就出豐富多元的網路選項，讓業者節省開發時間與成本。經過驗證的彈性化韌體提供極多元的網路連結選項，可支援眾多數據機，以及根據作業系統選用適合的連網方式，包含PAN、LAN、以及WAN等網路。


關於英特爾

英特爾(NASDAQ：INTC)為全球運算技術創新的領導者，致力於設計及開發全球運算裝置的關鍵技術。想了解更多英特爾重要訊息，請至英特爾新聞室newsroom.intel.com及blogs.intel.com查詢。

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*其他品牌和名稱為其所屬公司的資產。

資料來源：http://newsroom.intel.com/…/%E8%8B%B1%E7%89%B9%E7%88%BE%E6%…