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智慧工廠的核心是透過資訊收集、分析及可視化進行即時管理。Grafana 是一套免費的SCADA監控軟體,可讓您查詢和視覺化資料,然後根據您的視覺效果建立並共用儀表板。不但可以架在工廠的邊緣運算環境。也可以放在AWS/Google/Azure等各大雲端平台上。並支援許多資料庫(如:MogoDB/PostgreSQL/MySQL/MS-SQL)。這套戰情室SCADA軟體適合多中小型企業由工業2.0提升至工業3.0/3.5的利器。後續再搭配往後介紹文章,免費的NoSQL資料庫(MongoDB)或免費的SQL資料庫(PostgreSQL),加上先前文章介紹  【工業4.0】設備智慧聯網方式   ,就可以輕易建立智慧工廠即時監控戰情室。

Grafana軟體的主要特點如下:

1、顯示方式:快速靈活的客戶端動態圖表,面板外掛有許多不同方式的視覺化指標和日誌,官方庫中具有豐富的儀表盤外掛,比如熱圖、折線圖、圖表等多種展示方式。

2、資料來源:除了不支援Oracle/DB2資料庫以外(企業付費版已支援Oracle),支援許多SQL及/NoSQL 如:MongoDB、InfluxDB、MySQL、PostgreSQL、MS-SQL等。個人是建議使用PostgreSQL資料庫,不管在個人或商業上使用都沒有版權侵權的疑慮。而且功能不輸MSSQL/Oracle等昂貴資料庫。

3、通知提醒:以可視化方式定義重要指標的Alert警報規則,Grafana資料達到警戒值時,可透過Line、E-Mail、Slack、Teams通知相關人員,達到隨時監控設備狀況。

4、混合展示:在同一個圖表中混合使用不同的資料來源,可以基於每個查詢指定資料來源,甚至自定義資料來源。像類似IoT設備,想展現趨勢比較圖時,可以很容易整合在同一個圖內。

Grafana的程式語法其實不難,接近SQL語法的寫法,然後根據不同資料庫的特性產生SQL指令(Generated SQL),如下圖所示:


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Grafana在智慧工廠的應用如下:

1.工廠設備監控:

◎ 設備稼動率監控。
 ◎ 機台運作即時監控。
◎ 設備健康運作及Alert警示。

2.生產狀況監控:

◎ 生產線即時狀態。
 
◎ 生產異常警訊。

3.工廠耗能監控:

◎ 能耗源管理。
 ◎ 能源利用率優化。

4.ERP/MES監控:

◎ 進出貨及庫存量等ERP戰情室監控。
 ◎ 工廠設備/生產狀況整合至ERP/MES資料庫。

5.環境及用水水質、廢氣物監控:

◎ 溫濕度環境監控及Alert警示。
◎ 工廠用水水質、純廢水監控。 
   ◎ 工廠廢棄物監控。

Grafana監控軟體的功能雖然非常強大,但也有些不足的地方

1.影像Video顯示監控:   可以搭配Node-Red或自行客製部份,在自行客製部份,除了可以自行撰寫顯示監控影像外,也可以搭配AI,影像即時監控人員進出狀況或安防。
 補充(2019/11/18) : Grafana軟體的Ajax Panel元件,可使用
GET or POST or iframe方法,Video影像顯示。
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圖片來源:https://raw.githubusercontent.com/ryantxu/ajax-panel/master/src/img/screenshot.png

2. 智能化監控系統Plus:可以設計一套智能化SCADA輔助系統,除了有彈性客製化的圖表外,還能輸出至Excel報表,並且每天Email工廠健康狀況表給相關人員,補足Grafana軟體之不足。台灣中小企業工廠,普遍預算及資訊能力之不足,若能善用Node-Red(擷取機器設備資料)、PostgreSQL/MySQL(大數據資料庫)、Grafana(工廠戰情室)等免費軟體,立刻可以升級工廠整體效率。這方面並不是很高深的技術,公司內部資訊人員若加以訓練,配合廠內電控人員,即可幫公司建立智慧工廠戰情室,往工業4.0方向邁進。

補充(2019/12/10): Grafana雖然是一套免費的開源軟體,可以自行應用在自家公司,也可以用在雲端上。Grafana Labs也有提供付費的Grafana Enterprise(企業版)及Grafana Cloud(雲端版),其中Grafana企業版有提供 for Oracle,適合非使用Oracle才心安的客戶,可以購買Grafana Enterprise,反正都能買的起Oracle資料庫,相信有能力買Grafana企業版。

補充(2019/12/20):針對Oracle資料庫,要使用免費版的Grafana的方法,也可以透過MS-SQL的連結伺服器方式連結Oracle,就可以使用免費版 Grafana for Oracle,當然資料來源還是設定抓取MS-SQL。

補充(2020/04/08):若要在Oracle使用免費版Grafana,也可以透過PostgreSQL的DBLink模組方式來用。或許會問,透過MS-SQL不是更方便,但有時候手邊並沒有MS-SQL Server的版權,不想多花錢買MS-SQL Server。所以提供用PostgreSQL Server當仲介,使用Oracle資料來源,也可以免費使用Grafana,替大家省錢的方法。

 補充(2020/07/12) :   Grafana雖然本身系統介面是英文畫面,可以顯示中文內容,但對有一些客戶來說,堅持畫面操作也要中文化,可以用利用Google Chrome  顯示,並設定自動翻譯中文即可(英文翻成繁體中文給台灣使用,同理可應用在大陸/越南等地區語系)。

 補充(2020/07/13) :  Grafana可以使用Organization功能來切割給不同客戶或分公司使用系統,彼此之間也不會受到干擾。 

補充(2021/02/12) :  Grafana 7.4加入了一個效能更好的時間序列視覺化面板,用來取代舊的Graph面板。

 

 

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    賴源益 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()