2022年北京国际工业自动化展览会的招展工作已经启动！在2021年的北京工业自动化展会现场可以通过联系136 9159 5976直接进行2022年展会的报名即展位预订。2021年北京国际工业自动化展览会于7月初召开，会上有展商对工厂自动化控制系统整合架构、企业与控制系统整合架构进行了说明。
這篇以工廠自動化系統整合架構與工單的運作情境進行說明，系統架構可參考工廠自動化系列三。
以工單流程一窺工廠自動化
控制系統整合架構
企業與控制系統整合架構 (LV0-2)
MES 與自動化設備之間的整合，於 LV2 (如上圖) 常以一個製造單元（Cell）對應一支 EAP（Equipment Automation Program；設備自動化程式）或是整條產線對應到一個 BC（Block Control；整線控制）的方式，負責在物料（生產批號、物料批號、載具編號）抵達工作站或生產線時，藉由識別裝置（例如：條碼或 RFID）取得物料身分，跟 MES 確認是否可進行加工與配方等，確認後開始生產。LV1 的部分可採用 Master－PLC（Programmable Logic Controller；可編程邏輯控制器）或 DCS（Distributed Control System；分散式控制系統），負責整個自動化製造單元的控制，例如協調感測器、ROBOT、輸送帶、AOI、加工設備、量測設備等等。DCS 則常見於連續型生產模式，如石油化工產業，其進行控制與補償複雜的生產行為，一般較多是 PC－based。
工單運作 - 應用情境說明
工單運作流程
程序一：生產派工
首先以 MRP（Material Requirements Planning；物料需求計畫）或 APS（Advanced Planning and Scheduling；先進規劃排程系統）建立生產計劃經確認後開立工單，透過派工系統或者是 APS 結果進行派工，指定各個自動化工作站的加工順序與使用的設備。派工系統是透過一系列的派工法則進行各個製造單元的派工，亦即決定單元的加工順序，當製造設備有空檔時，會依派工法則取得可進行加工最優先次序者，並呼叫 MCS（Material Control System；物料控制系統）進行叫料搬運以進行生產。
程序二：生產前檢查
當載具搬運物料至工作站的製造埠口（Port）時，會進行生產前的作業檢查，例如是否與派工一致？EAP 跟 MES 詢問這個設備上的物料是否正確？設備狀態是否可進行製造？EAP 跟 MES 取得這個生產批次的配方 ID 並與設備上的 ID 進行比對，如配方 ID 不同則從 RMS（Recipe Management System；配方管理系統）更新配方，檢查通過後才可開始生產。
程序三：配方比對
一般 MES 只設定工作站的配方 ID，配方內容則存放在 RMS，RMS 提供了配方編輯、配方上下傳（Recipe Download，Recipe Upload）、版本控管以及配方簽核認證等功能。由於製造人員可能會在生產過程進行設備參數的調整使製程穩定，因而在半導體業不只比對配方 ID，也會解析設備現在的配方參數是否在 RMS 設定的配方參數上下界。
程序四：製程參數監控
生產前作業檢查通過後，MES 執行進站交易，設備開始進行生產（Process Start），依據設備能力可進行製程參數的監控，最簡單的方式就是設定上下界，如要做進階的預測與參數的自我調適，則會引進 APC（Advanced Process Control；先進製程控制）系統。
APC 分為資料蒐集、故障偵測分類（FDC，Fault Detection and Classificatioin）、批次間控制（R2R，Run to Run），透過設備參數與訊號蒐集，由人員以統計學、時間序列、機器學習等方法進行數據分析以及數學模式建立，再導入至 FDC 或 R2R，在線監控設備異常狀態或是製程參數的補償，其常見於半導體業。 (完)
