生產線資訊化管理的視覺信號

圖 1：「視覺化管理」所指的溝通方式，用意在於促使人員採取行動，與其他僅僅用來傳達資訊的廠區視覺化溝通不同。這類警示燈的用意是告知發生危險情況。(圖片來源：Getty Images)

圖 2：如同交通號誌可在街道十字路口控管駕駛人行爲一樣，工業應用中的視覺化管理設備，用意是督促相關人員回應所設定的流程要求。(圖片來源：Banner Engineering)

各種生產線，包括商品加工、分類、輸送、裝配和包裝，通常都會包含多個設備陣列，同時執行相互關聯而又獨立的任務。此類作業必須囊括多種元件，以便安全不間斷地生產。視覺信號元件在此也是關鍵之一。這些元件能透過燈光或其他視覺方法 (通常以顏色編碼)，快速有效地將機器資料和其他必須採取行動的資訊傳達給工廠人員，幾乎不需要，或根本不必倚賴書面指示或文字。

視覺化管理在工業自動化領域中也稱為視覺控制，可以支援精簡製造，並提高 IIoT 精簡工廠作法的效率。這種視覺化管理可採取多種形式向廠區人員傳達即時狀況和指示，包括廠區的簡單標記、宣傳布告欄和工件批次單上的貼紙和標籤、控制站或機器上的多層式信號燈 (稱爲安燈) 及其他發光式電子裝置、裝配站零件箱上的燈條，甚至是裝在天花板上的平面螢幕等。

在生產線上進行視覺化管理的主要目的，是為了向操作人員或技術人員及時主動地傳達必要的操作，確保所有生產和裝配流程儘可能以安全有效率的方式進行。

視覺化管理元件

自動化設施中的視覺化管理元件有三種不同功能：傳達生產線上機器和製程狀況的資訊，以便採取行動；將經過編碼的指示提供給機器操作員和其他廠區人員；追蹤生產線效能，以便在更全面性瞭解下進行企業層級的決策。這些功能中，每一項都會涉及一系列重疊的專用視覺化管理工具組合。

用於廠區人員的視覺警報

圖 3：視覺警報仰賴感測器來偵測機器事件發生的時間，而且通常會發出聲音警報。在此顯示一個 LED 發光式壓電警報器，可安裝於面板並透過 SAE J1939-15 協定連接 CAN 網路。可設定警報器的不同聲音，傳達不同的警報狀況。(圖片來源：Floyd Bell Inc.)

視覺化警報包括 LED 燈、指示燈和發光裝置，透過發光方式引起機器操作員和工廠管理者的注意，通常專用於警示一個非常具體的問題。造成警報的常見原因包括機器堵塞、過載、過熱、洩漏、壓降、電氣故障、安全功能受損及火災等。在特別嚴重的情況下，這些視覺警報還會伴有聲音警報。

例如，火災警報器就整合了高溫和煙霧微粒感測器，以及經過編程的強固型電子裝置，可發出聲音和閃光信號。在某些情況下，警報器還會連接高階控制器系統網路。這些系統會在發生一連串威脅性事件時，命令特定警報器發出最醒目的警示。

大多數工業警報只會告知發生錯誤，而不會顯示任何詳細的錯誤原因或確切位置。而工業級視覺警報的設計通常採用直覺化方式，即使是新手也能發現問題，甚至能讓其立即瞭解問題的性質。例如，安裝在生產線上的警報器，會在相關感測器偵測到預先編程的退件數量時，開始閃爍或發出一些同等信號。這可讓值班的操作員瞭解，輸送帶或生產線上的某一點發生問題。有些機器上，視覺警報經過編程，會依據定時模式閃爍，這非常像海上交通的海上航道浮標一樣，每個閃爍模式都有其特定的編碼含義。

機器狀態指示器

工業環境中的機器狀態指示器包括儀表、量規和計數器等等，可讓許多工程師在聽到指示器這個詞時聯想到的裝置。事實上，狀態指示器還包括其他自動化元件，例如控制面板燈、多層式信號燈和人機介面功能，這些都會在發生機器事件或需要人員回應時發出信號。

機器狀態指示器，與專門傳達危險狀況、非例行或其他促使製程停止之事件的警報器不同，是為了顯示對指定操作而言正常的可操作行動或指標。例如，在受監測的設備軸上，以某個可調整的速度或扭力執行製程時，即時顯示消耗的電量或產生的熱量。

安燈與多層式信號燈

圖 4：安燈與警報器和指示燈不同，這是專門用於單一機器狀況的裝置。安燈多層式信號燈提供多層數 (燈色) 與直徑。具有業界標準支架，並預先對速度整合進行接線。(圖片來源： Menics)

安燈在當今生產設施中，是常見的視覺化管理元件，是由垂直堆疊的多種顏色構成的多層式信號燈。安燈一詞源自於日文的「固定式燈籠」。其在製造業的用途，可追溯至豐田公司使用安燈一詞，來代表其早期現代化工廠中，以燈光為基礎的問題信號系統。

安燈與其他視覺化管理元件的差異在於，每個安燈都與指定的機器聯鎖、停止按鈕或操作追蹤裝置有關聯。安燈系統最顯著的特點在於，可在發生問題時讓相關人員停止生產線。安燈的主要功能是告知附近人員生產線出現問題。

在安燈的多層式信號燈上，每種顏色都傳達著一個業界標準訊息。

• 綠色表示生產線正在運行，且未偵測到任何問題。
• 黃色表示機器邏輯偵測到問題，但生產線可能仍在運行。安燈的黃色指示燈通常會在生產線出現異常時亮起，例如溫度過高、物料短缺、機器故障或退件次數異常。觸發黃色指示燈的問題一般都不嚴重，但如果不加以解決，可能會引發更嚴重的問題。
• 紅色表示生產已停止，通常是因爲機器操作員觸發了機器聯鎖，或按下緊急停止按鈕。當安燈系統偵測到或接收到需要立即注意的重大問題警報時，安燈的紅色指示燈會亮起，同時安燈系統也會停止生產線的運作。如果生產停止，但不是透過安燈系統停止 (或是因為任何非由安燈系統偵測到的原因而停止)，則安燈的紅色指示燈將閃爍紅色。在問題獲得解決之前，生產線將會一直處於停止狀態。

雖然大多數常見的安燈是由紅色、黃色和綠色指示燈堆疊而成，但有些安燈僅包含紅色與藍色指示燈。還有一些則是由白色和藍色指示燈堆疊而成。若安燈的藍色指示燈亮起，其業界標準含義是請求協助，包括運送補充材料、維修人員或管理人員。而安燈的白色 LED 指示燈亮起，則通常是傳達與其所監測之生產力測量指標相關的特定機器狀況。

更為簡單的標記和工廠看板

圖 5：安全看板採用由美國電氣製造商協會 (NEMA)、美國國家標準協會 (ANSI 標準 Z535) 和國際標準化組織 (ISO 標準 7010) 所規定的標準化圖解。(圖片來源：Getty Images)

圖 6：適量的看板式視覺化管理可確保廠區人員的安全。(圖片來源： Clarion Safety Systems)

工業環境中的視覺化管理沒有一定要電子化。但在工作單元及機械內部和周遭設置適量 (低技術型) 的標記、看板和標籤，則是設計完善的精簡製造工廠所必需的。這類看板可用來指示並引導廠區人員。例如，地面標記可以引導人員沿著安全路線在製造設施中穿梭。另外，圖示型標籤可以清楚地指出工具、組件零件、設備軸、安全門和其他物件的位置。

最重要的看板式視覺化管理類型，則與人員安全有關。依據法律規定，在任何具有高溫表面、電氣危險、潮溼地板或輻射暴露風險的地方，都需要使用此類看板。安全看板還會提醒工作人員，必須在特定工作區域內穿戴個人防護裝備 (PPE)，以及在人員接近需授權才可進入的區域時發出警告。生產線的其他視覺化管理看板範例，還包括層壓式或硬式塑膠標籤與標記，上面會說明在因應特定機器或工廠狀況時應該採取的步驟，或如何操作簡單的裝置或設備。

KPI 圖形看板和人機介面

圖 7：越來越多的工廠營運看板與 KPI 看板都採用數位 IIoT 連線螢幕，傳達與各個工作單元及整體工廠績效有關的訊息。(圖片來源：Getty Images)

儘管超出本文探討範圍，但值得注意的是，近年來，人們越來越依賴人機介面來傳遞機器層級的警示和警報。這些人機介面警示是非常顯目的螢幕畫面信號，通常會以圖示來顯示，模仿廠區人員已經相當熟悉的實體球面燈和安燈。

若要傳達與工廠和企業層級指標相關的資料 (以及一條或多條生產線績效及當前情況的相關資訊)，廠區圖形看板會是標準配備。這些看板包括非電子式和電子式版本。

非電子式圖形看板即白板和布告欄，能以手寫方式和電腦列印報表的方式顯示相關生產統計數據，包括工作單元處理率、已完工和出貨的零件數、安全事件等等。

簡單的電子圖形看板則是 LED 計分板形式，會在點陣螢幕上顯示數字。較複雜的電子圖形看板則會採用數位平板螢幕，並以網路即時連接機器、顯示設備、廠區，甚至是企業層級的資料。在許多情況下，目標處理量和其他營運數字，會對照實際處理量和相關數字後製圖比較。這類數值稱爲關鍵績效指標 (KPI)，可用來衡量營運效率和改善程度，以便作為企業層級決策時的參考依據。除了 KPI 之外，視覺化管理看板通常還包括與工作站訂單履行、生產零件數量、機器故障、無中斷運行時數，以及無事故天數相關的績效統計資料。

結論

工業自動化環境中的視覺化管理系統，包含可將非文字型指示傳達給廠區人員的系統和信號發送元件。事實上，視覺化管理功能的專用元件，負責的就是傳遞與製程和機器狀況相關的資訊，不然就是傳遞與生產線績效和處理量有關的細節，以便採取行動。有顏色的發光和閃爍看板與訊號本來就很醒目，這對於視覺化管理的成功和發揮 IIoT 視覺化工廠的生產力優勢至關重要。