機器手臂管理系統(Robot Management System, RMS)結合聯網技術，是上述問題的解答。RMS是一套安裝在工業電腦或伺服器上的應用程式，搭配手臂控制器上的韌體，就能讓自動化工程師在遠端存取機器手臂的操作紀錄，或是修改某些設定。
從企業IT的角度來看，這類遠端存取或修改設定，甚至軟體更新等功能，已經是習以為常，甚至是天天會用到的功能，目前大多數的IT設備也都已經支援。但要在工業應用場景中實做這些遠端管理功能，有些面向是必須審慎考慮的，特別是跟設備的安全性及穩定性有關的功能。
以愛普生(Epson)近期發表的RMS方案(圖1)為例，在正式推出前，Epson就花了很長的時間在研究手臂實際應用的需求，以及如何在確保設備安全、穩定運作的前提下，讓自動化工程師能夠更有效率地管理大量機器手臂。
管理第一步：掌握設備狀況
要管理設備，最基本的需求是掌握設備的運作狀況。以機器手臂來說，可以進一步細分為正常運作狀態下的設備狀態監控，以及異常狀態發生時的警報功能。當設備正常運作時，自動化工程師需要定時蒐集設備的狀態資訊，包含控制器的運作狀況，以及手臂本體上的電池、馬達、減速機、皮帶、潤滑油等重要零部件的健康資訊。
不過，在設備正常運作的情況下，管理者其實不太需要這些參數的即時資料。只需定時更新數據，讓工程師掌握上述參數的變化趨勢，就已經足夠，還可以節省通訊頻寬跟資料儲存空間。只有當設備出現異常時，才需要即時的警報功能。
掌握上述實際應用需求後，Epson的RMS在狀態監控跟故障警報方面，採取兩套不同的做法。當機器手臂跟控制器正常運作時，系統的資料更新頻率為每個小一次，減少手臂與伺服器間頻繁通訊造成系統不必要的負擔，但當手臂出現異常狀況時，系統會發出即時警報，通知管理者著手處理。
另一方面，隨著設備監診跟預防性維護的觀念，開始變得越來越普及，因此Epson在設計RMS時，也已經實作重要零部件壽命預估的功能。如前面提到的馬達、皮帶、潤滑油跟減速機等零部件，透過長期累積資料跟不斷修改演算法，現在RMS系統已經可以根據機器手臂的實際運作狀況，推估出這些零部件的剩餘預期壽命(圖2)，供管理者作為維修排程的參考。
為了方便管理者一目了然地掌握眾多機器手臂的狀態，在RMS中，用戶可依照不同管理需求，自行替每一台手臂跟控制器定義各種群組，例如按照產線別、廠區別建立不同群組。而為了簡化RMS與現有戰情資訊系統的整合作業，RMS可支援網頁架構，以便與使用者廠區內既有的戰情系統串聯。
批次採購造成韌體版本紛雜遠端更新解難題
另一個在已經大量導入機器手臂的產線上經常出現的問題，是手臂韌體版本不一。機器手臂就像很多IT設備一樣，隨著新功能的增加，會需要更新新版韌體，但因為機器手臂屬於產線設備，製造業者在導入手臂時，通常不會一次大量採購，全面部署，而是分批採購，一個個工站逐漸導入。
這使得一條產線上常會有好幾個不同梯次採購的手臂共存，不同時期採購的機器手臂，所搭載的韌體版本也不一樣，對自動化工程師的管理、維護造成許多麻煩。特別是在產線分布在多個不同廠區的時候，在沒有遠端更新功能的情況下，工程團隊需花費更多的時間與精力管理手臂，且只能舟車勞頓地到現場一台台更新，才能維持手臂韌體版本統一，十分不便。
因此，韌體版本的遠端更新，對於已經擁有大量手臂設備的使用者而言，是一個迫切需要的功能。但從設備安全跟穩定運作的角度來看，越是方便的功能，所引入的潛在風險也越高，因此在開放這類遠端更新功能時，必須十分審慎。
以Epson的RMS為例，目前開放的遠端功能主要是韌體更新、控制器備份/設定與SPEL+專案傳送等功能，但不允許使用者透過網路直接修改設備上的SPEL+檔案內容。SPEL+是機器手臂的動作腳本，機器手臂的動作會按照此腳本的設定來進行，倘若腳本內容修改，導致產線上的手臂與其他物件，例如鄰近的手臂或夾治具發生碰撞，會有安全上的疑慮。如果工程師要修改SPEL+，通常都要先進行測試，確認安全、正確才能傳到手臂的控制器上。
安全考量不容妥協 RMS功能設計須慎重
從IT領域的角度來看，機器手臂的遠端管理功能或許很基本，甚至有些陽春。單以Epson的RMS來看，很多遠端管理功能，都是IT設備早已具備的。但機器手臂畢竟是OT(Operational Technology)設備，而非IT (Information Technology)設備，因此在開放遠端管理功能之際，如何確保機器手臂的安全(包含資訊安全及硬體安全)跟穩定運作，還是要用十分審慎的態度來應對。
但無論如何，由於產線上的手臂數量持續成長，供應商勢必要提供更有效率的管理工具給用戶，否則自動化工程師將難以應付暴增的工作量。在這個兩難情況下，Epson將會繼續努力，在確保安全無虞的前提下，在RMS上提供更多功能，簡化管理大量機器手臂所帶來的工作負擔。
(本文作者任職於Epson)
