设备联网 进入工业物联网之敲砖石

Moxa于本月13号举办「工业物联网系列论坛—智能工厂设备联网规划应用」研讨会，借此剖析IIoT应用发展趋势。

时至2020年，全球物联网(IoT)装置可望突破500亿台；而长期撑持台湾经济发展的广大制造商，亦需因应工业物联网(IIoT)趋势，设法克服数据安全、多重协定整合、中央管理、巨量数据分析等考验，建构智能工厂应用环境。

随万物联网时代来临，带动众家工业工厂业者集思启动设备联网应用，从传统Client/Server基础架构，转型至Browser/Server新局，藉由数据实时传递共享、整理分析，孕育智能化管理机能，确保竞争优势不坠。

为协助工厂业者升级转型，深耕工业设备联网方案长达27年的四零四科技集团(Moxa)，于8月13号举办「工业物联网系列论坛—智能工厂设备联网规划应用」研讨会，借此剖析IIoT应用发展趋势，分享以Edge-to-Core工业以太网络解决方案为轴心，贯穿IIoT的设备层(Device Layer)、控制层(Control Layer)与信息层(Information Layer)，协助用户掌握现场端(Edge)至线上控制(Core)的联网应用部署之道，及早实践智能工厂愿景。

其中，Moxa亚太事业处总经理高能伟表示，从18世纪工业革命以来，唯一不变趋势，便是工厂设备不断增多，如今进入IIoT时代，更讲求众多设备之有效串连，以利萃取高价值信息，帮助业者提升强化营运动能；顺着此脉络推进，可预见未来工业级设备联网方案的重要性，势必大幅攀升。

而Moxa亚太事业处台湾业务部协理孙崇腾也指出，工业物联网架构之精髓，在于工业自动化(IA)与信息科技(IT)之间建立融合平台，一方面须设法贯穿不同界面、协定及I/O，实现设备连接(Device Connect)，使现场终端设备连结以太网络；另方面则需借助深具安全性、可靠度，并耐受严苛环境的网络连接(Network Connect)系统，将产线数据实时传递至上层应用管理系统，据以催生智能管理价值。

孙崇腾强调，着眼于此，Moxa的IIoT方案设计初衷，便环绕在系统建置、可靠度、安全性、互通性，及维护与管理等5大轴心，以协助用户建立完善Device Connect暨Network Connect架构，使设备管理与IT管理等两端机制相互融合。

布局物联网  工厂智能化刻不容缓

参数科技(PTC)业务发展资深协理王宝庆，根据其与牛津大学合力执行的制造业转型趋势报告，阐述物联网云端应用发展方向。他指出，举凡全球产品平台、智能产品、反向创新，及IoT、巨量数据分析、移动化等技术，都成为各国制造业创新转型的动力，台厂引以自豪的营运最佳化，则沦为入门门槛；因此台湾制造业欲推动营运创新，首要之务即是驱使工厂智能化。

王宝庆列举若干典范案例。专注发展科学农业方案的OnFarm，借助传感器蒐集农地环境数据，传送至营运中心进行巨量数据分析，进而为农夫提供植栽顾问服务；医疗检测仪器商Sysmex，为减轻维护支出，遂以IoT技术监测所有现场设备状态，适时提供线上除错、软(韧)体更新等服务，大幅节省维修人力派遣及备品囤积成本。

由此印证IoT商机确实可观，惟需以良好通讯架构为前提，始可串联各项信息，显现预期效益。

工业以太网络骨干  贯通IIoT脉络

Moxa工业协定方案产品事业处产品经理林彦奇表示，IIoT架构涵盖数据管理、数据传输、数据采集等三层次，惟工业环境多采用Modbus RTU/ASCII、PROFIBUS、DF1/DeviceNet等不同串行通讯协定，数据互通性低，无异阻碍上述架构成形，但基于长距离传输、高速数据交换需求渐增，于是分头朝向Modbus/TCP、PROFINET、EtherNet/IP等工业以太网络协定推进，似已成为必然趋势。

但真实世界并非如此美好！传统Fieldbus设备全数汰换的机会不大，而欲使传统设备链结IIoT应用，过去仅能借助PLC或Device通讯模块，碍于这些产品各有不足，难免无法满足用户需求。

此时若能借助工业闸道器(Industrial Gateway)，即可维持既有架构，迅速让Fieldbus设备连接以太网络，并确保Modbus TCP、EtherNet/IP等不同以太网络协定相互通讯；如此看来，相较于PLC或Device通讯模块，工业闸道器显然更有助于让业者快速打通IIoT第一道关节。

另一方面，用户亦需根据不同串行设备特性，布建多款Device Server，以使各式设备立即连结以太区域网络，Moxa则以NPort系列串行设备服务器呼应此需求。

针对Network Connect环节，Moxa工业以太网络产品经理林俊余强调，工业以太网络为智能工厂网络神经中枢，必须迎合生产制造所需之应用整合、快速回复及实时性等诉求，设计严谨度更胜商用网络设备。

为迎合工业通讯骨干架构的严格需求，Moxa在研发工业交换器产品的同时，已针对诸多面向缜密设计。在系统建置部分，运用Turbo Ring、Turbo Chain环状拓墣备援技术，确保网络故障20ms内回复正常，并推出MXconfig批量设定软件，协助工程师一次配置大量交换器，提升10倍效率，另以Moxa DSL Extender长距离以太网络技术，让既有现场线材支应长距离通讯任务。

在可靠度，藉由宽温(摄氏负40？正75度)、防电磁波干扰、防震动、防潮湿粉尘等特质，应付严苛工业环境，亦将交换器开机时间压缩在10秒内，快过PLC的20秒开机速度，避免与PLC联系不及而致系统错误。

在维护与管理，主要借助视觉化网管软件，使交换器能整合至SCADA管理视图，另透过交换器DI埠接收讯异常信息，再以Relay DO埠发出告警，引导工程师迅速锁定问题发生点；此外，Moxa交换器与其他厂牌设备、用户既有骨干网络，皆具高互通性，并内含纵深防御机制，以防范潜在安全威胁。

至于数据撷取装置与相关软件服务界面，Moxa Automation Remote I/O产品经理王旭正则认为如同智能工厂最后一里，是生产制造走向智能化的关键。

理想的数据撷取方案，除应具备多样I/O组合与通讯界面，更能一并内建免费Repeater，并支持Daisy-chain架构，以化解长距离布建难题；若以2G/3G 通讯网络环境而论，举凡浮动IP、占用带宽亦是问题所在，需设法扭转传统OPC服务器轮询模式，透过Active OPC Server等创新技术，转而让装置主动回报新IP位置，以降低带宽耗用。

Moxa工业无线网络产品经理柯冠宇，则预期今后工业无线通讯方案的重要性将与日俱增，因诸如CNC/DNC工厂、自动仓储或无人搬运车等应用场域，由于布线不易，必须倚赖移动通讯，以快速建立通讯架构或执行移动控制；惟工业应用难免涉及厂区幅员辽阔、仅容许极低切换时间，甚至需要跨越不同厂区进行长距离传输，因此建议用户遴选相关产品时，务必跳脱一般商用Wi-Fi思维，对于所选方案是否支持厂内无线覆盖，切换时间是否低于150ms，长距离桥接是否扩及10公里之远，乃至是否支持MIMO多路径加成技术，皆需严格审视。

综观智能工厂投资，至少长达10年布局，在整段历程中，资本支出占比不大，反倒应着眼维运支出；惟透过全方位的联网规划应用方案，协助用户化解尾大不掉的后患，进而繁衍不同智能应用服务，因应未来Big Things浪潮，预先埋下致胜伏笔。此外，Moxa也将参加9/3至9/5「SEMICON Taiwan国际半导体展」(摊位：1305)，届时将以智能工厂设备联网应用为主题，现场展示厂务监控系统，如何透过Edge-to-Core工业以太网络骨干架构，打造高可靠度之工业自动化(IA)与信息科技(IT)的整合平台。详情请参阅：www.moxa.com.tw。