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title: 什麼是客製化量測？為何需要客製化設計？
description: 隨著 AIoT 時代的到來，各種產業的量測需求逐漸走向少量多樣的碎片化，因此對應的儀器也必須有所改變，同時客製化需求開始浮現。閱讀本文，深入了解客製化量測與設計背後的原因與考量。
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#Customized Measurement
什麼是客製化量測？為何需要客製化設計？
十一月 2, 2021
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## 聽到「量測儀器」，你心裡會想到什麼？
實驗室裡四四方方的儀器，價格動不動就幾十萬甚至上百萬元？其實無論是外觀面貌或使用場域，現在量測儀器早已不僅於此，尤其是進入應用呈現碎片化的 AIoT 時代後，各類型產業對量測的需求變得更多元，因此對應的儀器也必須有所不同，在此狀況下市場開始出現量測客製化服務，這種服務是針對特殊應用場域所設計的，因此量測儀器的架構與功能可完全貼合使用者，可 100％ 發揮系統或設備的設定功能，充分展現產品價值。
## 量測儀器有哪些？他們的優缺點何在？
在談量測儀器客製化設計服務之前，我們先來談「量測儀器」這類設備。
圖 1. 一般的傳統示波器
人類開始有電子設備研發行為時，量測儀器就已經出現。最早期的量測儀器不外乎偵測電壓、電流的電表，之後隨著電子產品的運算、連網等功能出現，示波器、網路分析儀這類儀器便應運而生，功能也越來越強大。時至今日，這種 Box 外觀的傳統量測儀器仍然是在實驗室最常用的儀器。
這類傳統儀器的功能雖然強大，不過架構封閉、售價偏高，之後 PC 技術精進，1990 年代開始有廠商推出以 PC 為基礎的 PC-Based 量測儀器。相較於前者，PC-Based 的架構更為開放、應用也更為彈性，不僅部分應用領域開始與傳統儀器分庭抗禮，同時也開拓出不同的應用領域，之後 PC-Based 更出現模組化量測架構，將不同的功能設計成單一板卡，使用者可以依本身需求選擇不同的功能版卡，並插在同一部設備上，快速組裝出專屬的多功能量測儀器。
模組化量測架構的彈性十足，看起來已經可以滿足絕大多數的應用，在過去也的確如此，不過進入 AIoT 時代之後，整個市場開始出現變化，有些產線或機台非常特殊，即便是高彈性、可多元選擇功能板卡的模組化量測架構都無法因應，更何況是功能固定、體積龐大的傳統量測儀器。
圖 2. PC-Based 的模組化量測儀器，例如 NI 的 [CompactDAQ](https://www.ni.com/en-us/shop/compactdaq.html) 系列
## 面對 AIoT 碎片化需求，只有客製化才能解決特殊量測需求
那到底是哪些系統的機台量測需求「搞剛」到連模組化量測都無能為力呢？試舉一個案例：在人稱台灣糧倉的嘉南平原上，有業者希望知道廣大稻田中，灌溉系統的水閘是否穩定運作、每小時放出的水量是否一如當初設定。或是工具機大廠希望可以在出廠的機台產品上附加偵測設備，可以透過具有通訊功能的感測器掌握機台狀態，在設備故障前就先提醒使用者維修時間，藉此優化後續服務，這些應用場域所需要的量測功能與儀器架構特殊到現行的量測儀器根本無法滿足，唯有量身設計專屬的功能和架構，才能讓系統或設備充分發揮出當初開發時所設定的功能與效益。
再從市場面來看，在過去的市場中，雖有上面所述的應用需求，但數量並不多。AIoT時代之後整個市場變得更多元，透過專屬的功能與服務提升競爭力，成為企業營運的必要作為，在此態勢下，應用逐漸走向少量多樣的碎片化，因此客製化需求開始浮現。
## 四個考量點，來決定是否適用客製化量測
但客製化量測可以客製化到什麼程度？在哪些狀況下，適合用客製化量測設計服務？請考量以下四大面向。
圖 3. 客製化量測，可針對特定需求提供解決方案
### 一、特殊尺寸或形狀
部分場域或設備的空間狹小、形狀特異，尺寸和形狀固定的一般量測儀器根本無法置入這類空間，像是機械設備裡常見的軸承，如果是對穩定性要求極高的系統（例如航太設備），一旦軸承故障就有可能引起重大災難，因此軸承狀態偵測是必要功能，而空間狹小且圓形軸承就必須有特殊設計的量測儀器，才能與這類設備整合。
### 二、高運算
邊緣運算已經成為物聯網的主流架構，這類架構要求邊緣端的設備具有一定程度的運算能力，然而各類架構所面對的應用場域不同，運算需求也有所差異，既有的量測儀器不可能針對每一種處理器推出專屬產品，這種狀況往往導致終端設備的運算能力不符需求，客製化量測則可依據系統需求選擇合適的處理器，讓邊緣設備的運算能力最適化。
### 三、連網能力
連網能力是現在物聯網設備的基本要求，不過現在的通訊標準眾多，每一種場域適合的標準各有差異，例如機連網 (M2M) 與大規模通訊感測網路的需求就有所不同，客製化設計一樣可以提供合適的通訊標準，讓系統架構更精簡、精準。
### 四、與感測器介面的融合
訊號擷取是啟動 IoT 物聯網架構的第一步，而現在的應用環境中，需要偵測的訊號非常多元，以製造業為例，溫度、震動、電流電壓是三大必要項目，客製化量測儀器可整合多種感測器，在前端就先行處理訊號，降低後端平台的運算負荷，強化整體系統的運作效能。
## 結語
只要符合上述至少兩項導入考量，客製化量測就會是理想的選擇。至於哪些單位適合客製化量測？從應用層面來看，各產業都有可能遇到類似困境，但目前最常見到的則是產品研發單位、智慧感測器設計人員、物聯網系統廠商、智慧製造產線規劃者，這些單位或人員都可透過客製化量測設計服務，縮短開發時程、優化產品功能。
至於這些不同領域的業者可如何利用客製化量測，來打造出合適的架構，接下來我們將會逐一介紹！
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