无缐技术应用的智慧工厂
智慧制造将物联网、数位化工厂、通讯、云端服务等技术加以整合，而其中感测技术不但提高了工厂资讯的有用性及透明度，大量提升资料量，相对的对网路通道的效能及全面覆盖率来达到工厂生产的透明度和效能...
智慧制造将物联网、数位化工厂、通讯、云端服务等技术加以整合，而其中感测技术不但提高了工厂资讯的有用性及透明度，大量提升资料量，相对的对网路通道的效能及全面覆盖率来达到工厂生产的透明度和效能。
随着工业 4.0出现，智慧工厂、智慧农业、智慧医疗等工厂自动化的蓬勃发展 ， 运用已成为大趋势。智慧制造将物联网、数位化工厂、通讯、云端服务等技术紧密扣合，彻底改变一直以来的制造思维。
工业4.0的价值是利用感测技术、物联网技术连结机械与机械、机械与人之间可以相互沟通，将传统生产方式转为高度客制化、智慧化、服务化的商业模式，可以快速制造少量多项的产品，因应快速变化的市场。其中感测技术提高了工厂资讯的有用性及透明度，大量提升资料量，相对的对网路通道的效能及全面覆盖率来达到工厂生产的透明度和效能。
「智慧制造」是在应用网路、感测等技术分析数据以后，建立一个从原物料、产品制造、企业经营、包装配送等自动化供应链，让企业提升整体生产物流管理、人机互动生产应用能力。进而以资讯技术为基础，在物流过程中的运输、仓储、包装、搬运、加工、配送等环节，建立感测系统，分析资讯、即时调整，也通过网际网路、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，不仅降低成本，也让买方能够即时获得订购商提升自身的竞争力。
自动化系统可以透过无缐射频辨识系统（RFID）、红外缐感应、及时定位系统等技术，透过有缐、无缐网路系统连结所有物品，让彼此之间讯息能够交流，建立智慧识別、及时定位管理的工作系统，使工厂能够正确有效率的资料传输至上层管理端，作出最佳化的商业策略，掌握先机。
各层面的智慧化后，从物流到产缐皆能精准掌控。工厂导入RFID辨识技术以后，利用高频（RF）及超高频（UHF）技术实现短距离生产缐及长距离特色， 随时掌握生产状况及不同原物料进货时间、制造完整过程的生产履歷、到最后的品质皆可即时掌握。在现今产能吃紧的状况下，该流程除了节省人力沟通时间，还能即时提供产量与交期等重要资讯。
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即时定位系统（RTLS）具有即时定位和跟踪任何物体的能力，包括射频覆盖范围内的任何人，还可以部署RTLS来跟踪任何物体，甚至一个人的物理运动。在这方面，RTLS非常有助于确保特定物体或人员的安全；工厂还是需要在配送中心寻找叉车和硬体，所有的情况都被考虑到了，RTLS系统可以在很大程度上提升工厂的透明度，RFID定点，区域型的侦测加上RTLS的即时动态大面积的补强，完全覆盖可让工厂生产效率全面提升。
RTLS系统是设备和程序的组合，它们相互配合形成一个网格网络，这个远程组织是通过在整个办公室和包括办公室的关键焦点上设置安全来实现的，藉由RFID和RTLS巧妙结合，整体补强现场层的点、缐、面的完整建置。现场层大量佈建的感测器，RFID及RTLS等提升现场层的弹性、透明度，这些建置需有更加有效率的网路架构和全面的覆盖率来协助完成。除了既有的有缐网路须提升外，建置无缐系统更是刻不容缓。
工业物联网（IIoT）为制造、监控、追踪、运输、医疗等垂直应用带来全新发展机会，由于无缐通讯技术在物联网扮演重要角色，藉由Wi-Fi低延迟、低功耗等特性，可协助企业快速部署云端服务，实现通讯间的无缐升级。
越来越多的产业已意识到将数位及物理技术与IIoT结合所带来的效益。将无缐连接整合到新基地以及改造既有的有缐平台措施，已为自动化、营运效率极大化以及开创新商业模式等方面提供新的解决方案。而在协助工厂因应需求的成长、扩大生产规模以及维持令人满意的效率水准等诸多的挑战上，无缐技术也扮演了重要的角色，特別是Wi-Fi 6的问世。
与上一代相比，Wi-Fi 6的一些主要优势和差异，包括更多设备共存于拥挤环境中，使用OFDMA和MU-MIMO的技术，Wi-Fi 6的最大优势是即使在2.4GHz频谱中，它也可以在拥挤环境中支援许多共存设备；这使得大量IIoT设备可以在2.4GHz频谱中共存，而无须迁移到5GHz或6GHz，如此可避免增加成本和功耗。
从引入新功能中显着受益的应用，包括临床医疗、电动工具和工业可穿戴设备，以及目标唤醒时间（Target Wake Time；TWT）所需的功耗更低，由于目标唤醒时间是Wi-Fi 6中新引进的功能，它使终端设备能够在目标时间唤醒并查找数据，而非定期的唤醒时间。此举大幅降低了功耗，而且对所有电池供电的设备都至关重要，并对于设备产生影响，包括资产跟踪器、临床医疗、电动工具、HVAC、工业可穿戴设备和身体配戴的相机应用。
工业5G也是未来建置很重要的一环，由于5G讯号的物理特性使然，穿透性较差且易受干扰，使得5G于室内的应用受到相当的限制，若要提供室内完整覆盖，需要建置大量的室内分散式天缐及小型基地台，成本高昂。
WiFi-6则相反，即使新的标准使其传输速度可达到WiFi-5的四倍，并可大幅降低网路塞车和讯号干扰的问题，WiFi-6在抗干扰上也具有优势，若从网路覆盖面积来看，5G在室外覆盖有更为成熟的佈建模式。
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工厂无缐系统的建置可提升网路的覆盖率和工厂生产弹性，而在应用情境上，5G和WiFi-6也能互相补足彼此缺乏的部分，当工厂内部原本透过WiFi-6连结的感应器移置工厂外部使用时，仍能透过5G网路联网，达到5G和WiFi-6共同协作的效益。
另外，在诸多工厂的应用环境中，10毫秒延迟的通讯可满足约85～90%的应用，显示假使工厂若使用WiFi-6即可满足大部分的需求，但仍有约10～15%的应用必须使用更低延迟的通讯方式，不难想像5G和WiFi-6的混合式解决方案，将会成为未来的智慧工厂连网的趋势之一。
考量佈建灵活度、不同应用场景、成本等重要因素，未来工厂或是企业将使用5G和WiFi-6共存的混合式解决方案，不论是技术供应者或是使用者皆应跳脱「两种技术彼此竞争的思维」，依据不同的情境和需求，结合不同技术的优点，让RFID、RTLS、WiFi-6和5G在工业、物联网等领域皆能蓬勃发展，协助产业更进一步朝向智慧化迈进。
**刊头图（source：Siemens）