MTConnect是一個製造業標準, 用來處理
並追蹤從工具機得到的製造流程資訊。
此協定的最早開端來自於製造科技協會(Association
of Manufacturing Technology, AMT) 於2006年
度大會, 會中兩場分別由昇陽科技的大衛艾德
斯壯(David Edstrom) 與加州大學柏克萊分校
電腦科學教授大衛帕特森(David Andrew
Patterson)所帶來的演講:「網際網路的參與如
何給工具機工業帶來戲劇性的改變」與「在二
十一世紀的美國創造一個繁榮的美國製造基
地」。這兩場演講都指出需要一個開放的通訊
協定讓製造設備可以連上網際網路。之後, 加
州大學柏克萊分校的電子暨電腦科技學系與機
械工程學系以及喬治亞理工學院開始合作, 參
考工業界代表的意見, 進行此標準協定的早期
發展工作。最後他們制定出此標準, 採用免授
權金的方式授權給別人使用。2008年9月在美國
伊利諾州芝加哥舉行第一場公開展示活動,在
這場活動有25個工業設備商網路連結他們的機
械控制系統, 這些系統讓網路上的任何一個客
戶端都可取得這些資訊。MTConnect 1.0在2008
年12月正式發行。
MTConnect是一個輕量、開放、有彈性的
協定, 用來在工廠設備與軟體應用程式之間交
換資料, 而這些資料可拿來監控跟分析。
MTConnect是一個唯讀的標準協定, 意味著他
只能用來從設備讀取資料, 而不能寫入資料去
控制設備。另外,MTConnect各方面都是採用
能免費取得、開放的標準, 例如資料格式是採
用XML(Extensible Markup Language),而傳輸
XML 的協定是HTTP 及其底下的傳輸協定。
MTConnect 提供RESTful 介面, 也就是它是
stateless , 不需建立session 就能從MTConnect
agent (MTConnect執行在設備端的軟體元件)取
得資料, 也不需進行登入、登出的手續(除非
有加上安全性機制)。而自動搜尋服務方面建議
採用輕量目錄存取協定(Lightweight Directory
Access Protocol;LDAP)來達成。
MTConnect標準分為三個部分。第一部分
以XML schema定義XML文件的結構。第二部分
定義工具機元件以及描述可取得的資料。第三
部分定義製造設備可以提供的資料流組成方
式。MTConnect組織計畫增加第四部分, 用來
支援行動資產。目前已提供一個有彈性的XML
schema, 讓軟體開發商可以新增客製化資料滿
足他們自己的特定需求。
對於製造業而言,MTConnect標準收集資
料方式符合網宇實體系統(Cyber-Physical
System;CPS)五層架構。CPS五層架構(如圖)
包含:
(1) 智慧連線層(Connection):
■設備有自我連線、自我感測的能力。
(2) 轉換層(Conversion):
■機器近端進一步將智慧連線層得到
的感測資料,用來自我預測潛在問
題。
(3) 網路層(Cyber):
■在此層會依照各機器量測到的特徵
值建立其對應的Twin model,並且
進一步依照Time-Machine的方法
特徵化其機器健康模式。被建立出
的Twin model用來自我比較出點
對點的效能差異以進行更進一步的
資料統整。
(4) 認知層(Cognition):
■將自我存取、自我評估的結果視覺
化呈現給使用者看。
(5) 設定層(Configuration):
■機器或整個生產線可以依照優先權
跟風險條件重新設定以達到效能彈
性的目的。
MTConnect進階的資料獲取及傳輸技術是
屬於五層架構中的智慧連線層, 也就是這五層
架構的最基礎。
MTConnect以漸進方式定義製造設備的通
訊需求, 而非一次就把所有的製造設備各種可
能的資料都定義出來, 根據業界需求與研究標
的來定義需要的元素, 目前這標準已經為金屬
切割設備分類出最重要的元件跟資料項目。
MTConnect用在機台預測上, 工具機元件
(如滾珠軸承)發生非預期停機之前, 若能早一
步採取行動, 所造成的維護成本跟生產力損失
就能降低。除此之外, 工具及插銷這些零件十
分昂貴, 太早汰換將形成浪費, 反之, 太晚汰
換將造成工件品質不佳,增加工件重製的成本。
MTConnect用在機台健康管理上, 健康監
控應用程式利用MTConnect取得控制資料, 然
後歸納出演算法可以鑑定轉軸與工具的健康狀
況。整個健康存取方式是基於在收到最新一筆
資料時會跟目前資料比對。線上工具狀況監控
模組使用控制器的資料(如轉動馬達的電流),
以及其他感測器(震動、發聲)來準確的測量、
預測目前工具的狀況。