技術專欄

2018.11.22

主動報警系統:手機APP及實體報警設備

國立中央大學機械系/崔海平助理教授

為解決產業面臨缺工、大量客製化等問題,並降低生產維護成本及提升生產效率,各主要工業國家先後推動政策及發展計畫,皆朝向製造產業智能化的目標,而我國亦積極推動「5+2」創新產業,以加速產業轉型升級,並朝向「智機產業化」及「產業智機化」兩大方向發展,推動製造與設備產業全面轉型為生產力 4.0,突破我國生產環境瓶頸與設備國際競爭劣勢。

我國中小企業人力不足,無法專人長期看顧加工機台,造成生產力與加工品質低落之問題。為解決此問題,故結合慶鴻及舜鵬等公司業師及負責機聯網工程師參與智慧製造課程授課,並指導學生PBL實作,發展主動報警系統:手機APP及實體報警設備,導入即時檢知判斷、機雲聯與分析及可視化技術,解決產業問題。

本實作成果係提供機台停機或異常警訊發佈工具,報警手機APP能遠端連網了解機台狀況,並在機台出狀況時發佈警訊,實體的報警設備包含遠端三色燈及喇叭,並由一實體單晶片控制三色燈與音響,提醒遠端使用者機台停機或異常警訊,補足加工時離開加工現場之操作者,可立即得知機台的加工狀態。

本計畫導入 Edge Computing 系統並結合MES系統,使線切割放電加工機台加工相關訊息可以上雲並儲存於雲端,並提供各種資料雲端上傳與下載,以分享放電加工機台數據給手機APP及實體報警設備,本實做之手機APP及實體報警設備資訊硬體架構如圖1所示,而實作使用之儀器和設備如圖2所示。

1. 手機APP及實體報警設備資訊硬體架構

2. 實作使用之儀器和設備

當線切割放電加工機台機台動作時,會同時同步機台製程參數上傳儲存於Firebase雲端資料庫,此時我們藉由手機APP程式去雲端下載機台參數,並設定機台製程參數之正常運作的參數範圍,經由手機APP程式顯示及分析後,上傳警示決策命令至Firebase雲端資料庫儲存,並由樹梅派至雲端下載警示決策命令後,藉由樹梅派控制警示裝置功能,當機台運作發生狀況時,警示燈亮起及蜂鳴器作響,以達到警示功能。資訊傳遞流程圖如圖3及圖4所示,圖5為警示決策命令內容,圖6及圖7則為學生實作後樹梅派程式及手機APP程式。

3.資訊傳遞流程圖1

4.資訊傳遞流程圖2

5.警示決策命令內容

6.實作後手機APP程式

7.實作後樹梅派程式

本題目在授課教師、業師參與智慧製造課程授課,並指導學生PBL實作下,學生習得智慧製造CNC線切割放電機加工條件與實務、機連網通訊協定與應用、雲端資料庫與應用、MES製造系統與行動裝置APP管理,使學生具備智慧製造知識與實作經驗,培育我國智慧製造所需之人才。