工業4.0驅動下的數位化轉型正在改變全球製造業的格局。台達電子（Delta Electronics）的使命，就是不讓任何一家中小企業在這場變革中「掉隊」。作為微軟認證的金牌合作夥伴（Microsoft Gold Certified Partner）、雲解決方案服務商（CSP）和「2021年度合作夥伴獎」獲得者，台達電子與微軟合作開發了一款用於MES系統的SaaS解決方案——edgeMES機械設備製造營運管理系統（edgeMES for Machine Making），以滿足工業機械製造商的獨特需求。
edgeMES專為工廠設計，可運行於工廠現有的IPC上，將微軟智能雲Azure的靈活性引入邊緣。edgeMES 整合了Azure SQL Edge 和 Azure IoT Hub，同時具備本地的數據收集速度和效率，以及智能雲強大的AI和分析功能，是首個面向中小型機械和設備製造商的工業物聯網（IIoT）解決方案。在edgeMES的支持下，中小型製造企業可以快速部署數位化綠色工廠，並從端到端的可視化和管理中獲益。
「智能邊緣+設備孿生」，微軟與台達電子共圓中小企業智能製造夢想
專為中小型製造商設計增強型MES
作為高效電力電子和熱管理解決方案的領導者，台達電子歷經五十年發展，始終處於創新工業管理解決方案的最前沿。今天的台達電子，已成為一家全球性的電力和能效解決方案供應商，業務涵蓋電力電子、自動化和基礎設施等。其中，自動化成為了這家市值數十億美元的企業引領製造業智能轉型的關鍵。在生產工廠自動化控制組件的過程中，MES被台達電子用於監控從原材料到成品的全生產流程。大型工廠則利用MES管理物流和生產里程，以確保生產流程並控制預算。
然而，機械製造是一個高度定製的流程，需要按訂單要求設計。在這樣一個動態環境中，訂單變更成為常態，物流也極具挑戰，現成的製造和運營解決方案表現並不理想。因此，在採用MES解決方案的速度上，機械和設備製造商總是慢於其他類型企業，解決方案的實施需要花費三到六個月，之後也要安排一位專職人員進行相關操作。
與半導體製造等其他高科技行業相比，機械製造業客戶的需求截然不同。此外，一些規模較小的客戶仍在使用紙張流程和Microsoft Excel進行項目管理，這都讓台達電子看到了商機。台達電子產品經理Victoria Lai指出：「這類客戶需要的不僅僅是MES，還有端到端可見性。但受限於自身規模，他們並不具備維護或實施大型系統的資源。」Victoria Lai所在團隊的職責，就是為這類客戶提供數位化轉型支持。在沒有市場先例的情況下，他們決定專門為中小型機械和設備製造商構建一個增強型MES。
微軟混合雲技術解鎖邊緣創新
在微軟混合雲服務的支持下，彌合本地、邊緣和雲端數據之間鴻溝的edgeMES誕生了。作為一項SaaS訂閱服務，edgeMES旨在提升製造商的數據分析效率。edgeMES使用Azure SQL Edge作為IIoT應用的高性能數據處理層，可在配備了英特爾第9代酷睿i7-9700E技術的IPC上輕鬆設置。利用與SQL Server相同的關係資料庫引擎，Azure SQL Edge為實時分析提供了內置流媒體功能。憑藉低延遲和彈性，以及對帶寬的高效利用，Azure SQL Edge滿足了空間占用小的要求。
此外，Azure SQL Edge即使在斷網時也能正常工作——對於工作環境中缺乏穩定網絡連接的製造商來說，這一關鍵優勢有助於節省因頻繁數據交換而產生的傳輸成本。Azure SQL Edge作為Azure IoT Edge的一個模塊部署在edgeMES當中，Azure IoT Edge能夠將雲分析和自定義業務邏輯遷移到設備上。在edgeMES 設備上，Azure IoT Hub 負責連接、監控並管理物聯網資產。
台達電子智能解決方案平台經理Peter Chen表示：「整合了邊緣實時數據服務與雲數據分析的混合雲手段是關鍵。通過在生產車間網關部署Azure SQL Edge，我們可以保證生產，讓MES穩定運行，並利用微軟智能雲Azure提供遠程維護和DevOps服務。這種混合解決方案集合了本地部署和雲計算的各自優勢，為數據密集型工業應用提供了強有力的支持。」
實時數據洞察讓端到端運營可視化
使用電子表格追蹤數成百上千個機器組件，絕對是後勤人員的「噩夢」。而現在，這些人員可利用edgeMES的自定義儀錶盤和報告功能，輕鬆跟蹤產品、材料和生產計劃。該解決方案匯總了工人錄入以及工廠監控設備生成的信息。例如，生產現場的機械操作員可以快速記錄異常情況。這些數據經過智能分析，生成為報告並反饋給運營人員，最終用於幫助改進流程和優化生產。
台達副總裁兼企業策略業務發展和聯盟總經理柯淑芬博士介紹道：「我們利用Azure AI服務來查找或監聽異常操作，以及潛在的材料或製造缺陷。例如，通過對風扇進行聲音檢測，就可以通過振動知道它是否存在缺陷。Azure AI檢測缺陷為我們節省了運營時間，也減輕了操作人員的工作量。」edgeMES的自動跟蹤和分析功能也進一步解放了操作人員，讓他們有精力執行數據收集和報告以外的其他任務。據台達電子的客戶估計，在部署了edgeMES後，排除運營故障所需的時間已經從兩周縮短至三到四天。
遠程維護：成本效益和服務速度「雙提升」
edgeMES對于敏捷開發和遠程管理的支持，讓台達電子的工程師極大地節約了時間。Victoria Lai表示： 「過去，每當客戶在使用MES時遇到問題，我們的工程師就需要前往客戶現場進行維護。採用了Azure IoT Edge之後，我們的工程師可以在線進行問題修復。對客戶來說，解決問題的速度提升了；對我們來說，不必要的人力消耗減少了，可以說是『雙贏』。」
藉助設備孿生（device twin），台達電子的工程師可以隨時更改edgeMES設備。所謂設備孿生，就是存儲在Azure IoT Hub中的設備狀態、條件和配置的實時副本。工程師使用設備孿生遠程監控edgeMES設備，並隨時更新軟體，為客戶省去了管理軟體許可和終止支持合同的帶來的麻煩。
設備孿生也為台達電子的開發團隊帶來極大幫助。即便是部署在客戶現場的edgeMES設備，工程師也可以通過設備孿生將設置同步到終端用戶設備，讓開發團隊在縮短開發階段的同時提高可見性。該團隊還充分利用Azure的安全性、合規性和業務連續性等特性，滿足台達電子全球客戶在特定區域的數據位置和隱私要求。此外，通過將備份文件和本地資料庫主動鏡像到雲中，Azure SQL Edge能夠持續提供連續性報告，並在檢測到數據問題時縮短恢復時間，從而確保信息和數據安全可用。柯淑芬博士補充道：「在客戶看來，數據恢復和連續性對於保證產品交付時間來說十分重要。在這方面，微軟智能雲的災備功能提供了強有力的支持。」
共同暢想「雲+邊緣」的未來
輕量級本地硬體與邊緣端和雲端的Azure IoT相結合，正是台達電子所需的可擴展、成本優化的解決方案。柯淑芬博士表示，隨著edgeMES的逐漸普及，Azure優秀可擴展性帶來的收益也將更加明顯。「能夠根據業務需求進行橫向、縱向擴展，對於台達電子來說是一個重要的業務優勢。」
目前，台達電子的客戶才剛剛品嘗到數位化的「甜頭」。像edgeMES和Azure SQL Edge這樣的變革技術，正在幫助中小型機械製造商踐行智能製造；實時生產管理和運營可見性帶來的效率提升和生產按時交付，也成為高效處理和分析數據帶來的顯著收益。
Peter Chen最後表示：「做第一個『吃螃蟹的人』就意味著面臨挑戰。我們希望客戶可以把edgeMES作為將其工廠帶入雲端的第一步。展望未來，我們也預見到了微軟『雲+邊緣』的無限潛力。」
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