建置工业物联网 迎接工业4.0时代来临

透过工业物联网能更佳地诊断机器故障。凌华科技

物联网无远弗届，影响所及不只是我们的日常生活型态，工业物联网(IIoT)的崛起及普及，更将引领第四次工业革命，亦即工业4.0的到来。在工业物联网所架构的环境中，透过机器制机器(M2M)的通讯，机器可以与其他机器、物件和基础设施等进行互动和通讯，结果将产生庞大数据，这些数据经过处理和分析后能运用于工厂管理和控制的最佳化，进一步解决全球制造业面临升级的问题，推动智能制造时代的到来。此外，有研究指出，在发展顺利的情况下，到2025年，工业4.0将可能带来2,000亿至4,250亿欧元的增长。

在工业4.0概念下的工厂将具有智能化、无人化、信息化等特性，这类自动化智能工厂能将世界和工厂连结在一起，工厂能快速处理各地需求，如此一来，就能节省大量的中间环节和时间成本。整体而言，工业物联网将覆盖多个应用领域，包括民生工业、汽车工业、自动化工业、医疗产业等。在通用电气(GE)针对工业物联网所提出的定义中，工业物联网就是通过高功能设备、低成本传感网、网际网络、巨量数据收集及分析等技术合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业。

导入工业物联网  制造效益大幅提升

GE并指出，工业互联网技术可带来的效益极为庞大，例如就航空行业而言，透过工业物联网可削减1%的燃料，而只要累积15年就可节省约300亿美元；对医疗行业而言，连续15年提高1%的系统效率，就可节省约630亿美元，效益惊人。例如，将物联网科技应用于工业机械的实时线上监控，就能更加精确预测机器设备可能发生的故障，从而即早采取应对措施，可以把设备发生无预期故障的机会降到最低，避免设备停摆造成的损失，还可降低维修的人力和物力成本，提升工厂产能。

基本上，工业机械因为经常性的冲击振动，零件和材质容易老化、损耗，而影响机械的精确度，进而造成故障。以往仅在个别机械或工具机上安装数据撷取模块来蒐集上述检测计所检测出来的数值，一旦机械发生问题时，作业员需以掌上型的振动检测器到现场，针对可能的问题逐一进行诊断，相当费时费力，发现并矫正问题的时间也往往不够及时。而以云端为基础的物联网解决方案，则可将现场监测数据实时传送到服务器，让管理人员得以通过线上的电脑系统，从线上监控机械运行的健康状况，大幅提升机械故障预测及诊断的精确度与效率，并提升经济效益。

针对机器故障诊断，工业电脑业者凌华科技已推出解决方案，整合英特尔的Wind River智能装置平台、McAfee内嵌安全软件解决方案、以及凌华的SEMA Cloud云端平台，是一个完整的智能平台，可以提供物联网应用所需的运算能力、网络连线、安全传输、可管理性。事实上，近年积极布局工业物联网的凌华科技，已完整建置物联网生态系统，从嵌入式模块到嵌入式系统设备管理云端服务，包括设备、闸道和网络基础设施等解决方案。

德国工业4.0平台成立  与IIC达成合作

为了加速工业物联网的建置和普及，相关标准的推动是实属必要。关于此部分，近期最受瞩目的动向，就是德国工业4.0平台与工业网络联盟(Industrial Internet Consortium；IIC)达成合作意向。在此之前，德国工业界与该国标准化领域权威机构已于汉诺威工业展上正式设立「工业4.0标准化理事会」，并提出工业4.0数码化产品的相关标准，做为这一概念的首倡者，德国希望通过主导标准化进程，持续引领工业4.0的发展。

参与设立上述「工业4.0标准化理事会」的机构包括德国联邦信息经济、通讯和媒体协会(Bitkom)、德国标准化学会(DIN)、德国电气电子和信息技术委员会(DKE)、德国机械设备制造业联合会(VDMA)以及德国电气工程和电子工业协会(ZVEI)。通过上述理事会的设立，德国将形成「工业4.0平台」、「工业4.0实验室网络」和「工业4.0标准化理事会」三大平台，共同推进工业4.0从德国走向全球的局面。

其中，「工业4.0平台」是一个负责具体推进工业4.0进程的协调机构，其下设若干个专门工作小组。日前工业4.0平台已和工业网络联盟(Industrial Internet Consortium, IIC)的代表在瑞士苏黎世会面，共同探讨双方分别推出架构的潜在一致性，即工业4.0参考架构模型(RAMI4.0)和工业网络参考架构(IIRA)的一致性，进而建立清晰的蓝图以确保未来的相互操作性。其他的议题还包括在IIC测试平台和I4.0测试设备基础设施，以及工业网络标准化、架构和业务成果等领域展开合作。

一般认为这两个领导性工业物联网组织的积极合作，将能有效促成工业物联网的普及。IIC是由AT&T、Cisco、GE、IBM 与英特尔所共同组成，希望透过采用开放互通标准和通用架构，建立一套工业物联网智能系统，将所有的智能设备、工业机器、人员、流程与数据通连结在一起，以此降低未来在工业应用和流程上，所需花费的人力时间和操作复杂度。

推动生产力4.0  AIoTA联盟凝聚民间力量

为因应工业4.0浪潮来袭，我国行政院也已核定「生产力4.0发展方案」，聚焦于制造业、服务业及农业，在制造业方面，将结合台湾擅长的精密机械与资通讯技术，提升高值内销并创造高端外销，连结全球市场，提升整体产业国际竞争力，达到「扩大市场内需，创造外销契机」的目标。

除政府外，瞄准工业4.0及工业物联网所将带动的庞大商机，台湾产业界也展开多方合作，例如日前成立的「亚洲物联网联盟(AIoTA)」，成立宗旨在于建立一个物联网合作夥伴平台，能善用台湾产业链的IT强项，让上中下游彼此建立更紧密的合作关系，来加快跨产业的不同应用合作，包括制造、公共、交通、医疗、服务，以及农业等。该联盟初期成员有20多家，涵盖IT厂、企业、法人和新创公司等，目前的成员包括有亿光电子、欣兴电子、美联社、远传电信、大同医护、Works Systems等。

为了要扩展台湾在全球物联网市场的布局，AIoTA联盟也宣布将与工业物联网联盟(Industrial Internet Consortium；IIC)携手合作来加快建立一个健全的物联网产业生态系。目前AIoTA联盟计划优先将农业领域的IoT应用，运用在IIC架构下的IoT试验平台上，来进行IoT场域实作，未来测试通过以后，其他国家厂商若有兴趣也能加以采用，借此增加台湾厂商在国际的能见度。除AIoTA联盟之外，台湾所建立的物联网联盟还包括由产学界发起的台湾物联网联盟(TIOTA)；研华科技自行筹组的WebAccess+物联应用联盟；以及以两岸物联网合作发展为主的中华物联网联盟等。

整体而言，从1980年代的PC时代及1995年的网际网络时代，到2010开启的物联网时代，随着技术的不断发展，全球正逐步迈入全面感知的智能化时代，而制造业也将受惠于此一概念，并透过自动化与信息化的整合，迈入奠基于工业物联网的智能工厂模式，面对此趋势，台湾拥有的强大的资通讯技术实力，预料在工业4.0时代将大有可为。