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DTF0601

Wind Forum聚焦物聯網、智慧製造和軟體定義技術發展

  • 鄭斐文
Wind River亞太區工業事業群總監蘇奎錦先生Vincent Su。

現今被產業界討論到最多的兩個議題,首推物聯網(Internet of Things),第二個就是智慧製造(Smart manufacturing),從汽車製造、機械與運輸產業所進行「工業4.0」的產業升級的趨勢,可謂來勢洶洶,而工業4.0所揭櫫的的智慧型創新趨勢,刺激著產品製造服務與新的商業模式的發展,「工廠自動化」已經成為眾所矚目的焦點,而軟體定義的技術進而打造Software Defined Factory的遠景,也將呼之欲出。

另外,台灣的工業電腦或嵌入式系統製造商,為了搶攻主要市場的設備製造商或系統整合商的訂單,也同時投注寶貴資源做IEC 61508及SIL的國際安全認證,以備好進入市場的門票,對於擅長於降低營運成本、靈活調整產能、提升效能的台灣業者,但是在軟體的領域上,一向為台灣廠商的弱項,急需要快速與有力的軟體夥伴的協助。

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Wind River IoT/Cloud部門總經理暨副總裁Santhosh Nair。

Wind River工程應用部門技術總監Jegan Arthanari。

Wind River工程應用部門資深技術經理Thilak Kumar Ramanna。

Wind River 工業事業群台灣區業務經理蘇建豪 Hawk Su。

Wind River 服務和解決方案部門資深專案經理候依郎Ean Hou。

擁有堅強嵌入式軟體開發實力,同時也是全球領先的智慧網路系統軟體供應商的美商溫瑞爾(Wind River)公司,於2016年8月23日在台北六福皇宮B3的永康殿舉行研討會,深入探討Wind River在工業與網路上的最新應用趨勢與完整的解決方案,以協助相關業者掌握無可限量的龐大商機。

誠如Wind River亞太區工業事業群總監蘇奎錦先生(Vincent Su)致詞時表示,期待透過這個研討會分享物聯網應用與工業4.0的趨勢,一窺Wind River的解決方案整合最新的軟體定義技術與應用,以協助客戶解決問題,提供加速專案執行的解決之道。

使用軟體定義的架構發展IoT的技術與未來展望

物聯網(IoT)所引領的智慧化發展,使得IoT前景一片看好,但是不論底層作業平台的部署、連網閘道器的建立,乃至與上層雲端資料中心、巨量資料分析系統的整合,對業者而言仍是一項艱鉅的挑戰。Wind River IoT/Cloud部門總經理暨副總裁Santhosh Nair先生針對IoT的趨勢和Wind River所採取的對策,進行第一場的主題簡報。

過去10年的IoT發展,他發現IoT系統的主要成本幾乎都大幅度的下降,舉凡處理器運算降價60倍,感測器成本也降了兩倍,連網頻寬價格也降了40倍,所以加速IoT的發展,他舉了4個重要的解決方案與應用案例,包括智慧建築的燈光與節能監測、糖尿病患的血糖醫療IoT裝置,還有生鮮蔬果運輸上的追蹤,而智慧工廠會用到的擴增實境(Augmented Reality)頭罩,在生產線作業的應用上,引人入勝,展現應用與實務上的豐碩成果。

他也提到工業上IoT應用所面臨的6個立即的挑戰,分別是,一、裝置的生命週期的管理不易,二、水漲船高的管理與營運費用,三、從既有的架構中汲取更多的商業價值的困難,四、資安上風險令人不安,五、愈來愈多的競爭對手,六、兼顧降低運輸成本與新技術的快速部署的難度,愈來愈高。

Santhosh指出工業IoT的轉型,從早先的效能掛帥的商業最佳化,改變成優先獲取商業價值的用途,其真正重視的就是商業轉型。Santhosh利用下午的專題演講的場次中,提出Wind River的解決策略,側重於協助企業界打造一個兼具安全、可靠與穩當的軟體定義的世界,利用Helix產品組合提供客戶從智慧裝置端、閘道器(Gateway)、網路連網與雲端運算的所有環節,採取系統等級的解決辦法來面對工業IoT所面臨的挑戰,開發一個簡易、快速的IoT環境,將蒐集到的寶貴資訊與工業參數,利用大數據分析的技術,能夠安全又穩當的讓企業藉由這些數位資產,掌握最大的商業機會。

使用Helix產品組合建構IoT裝置雲端架構

Wind River一直對工業界的需求有長期、完整的掌握,IoT技術在工業上的用途,舉凡工業用的智慧閘道器所串接而提供的各式各樣工業應用的解決方案,雖然應用廣泛,但是使用者不會為了某些單獨功能而花大錢去購買,而真正吸引工業界的客戶而願意花費鉅資購買的,就是能夠幫他們省錢或是賺錢的解決方案。

技術本身或許不直錢,但是能夠掌握商業價值的系統,則令人趨之若鶩,而且價值連城。Santhosh 自豪的指出:Wind River的Helix產品組合可以幫助企業達成以下重要的目標,一、加速IoT專案的施行速度,二、增加資產的使用狀態的能見度,三、減少系統當機時間,四、降低現場服務的次數與維修成本,五、減低整體的系統風險。

在Wind River的產品線中,運用即時作業系統(RTOS),使用工業界既有的裝置通訊協定,以快速整合工業界現有的設備或控制器,供應上層中介軟體,提供智慧裝置平台(Intelligent Device Platform),並打造類似於電信專業等級解決方案等多項實用方案,以利客戶專注發展應用服務,同時利用高可用性的Titanium Cloud,擴展雲端服務系統,打造不當機與安全性兼顧的工業運作環境,並且大量降低維修與營運的成本。

掌握NFV技術,建構電信專業等級架構

網路功能虛擬化(NFV)技術與軟體定義網路(SDN)對電信專業等級解決方案(CGCS)有重大的影響力,是新一代5G電信網路服務架構的兩大關鍵技術,Wind River工程應用部門技術總監Jegan Arthanari,針對NFV技術在IoT與SDN的基礎設施部署的重要性做專題演講。

Jegan 指出今天電信商在競爭劇烈的商業版圖上,除了要斤斤計較營運成本與服務品質之外,面對IoT趨勢的挑戰,還要彈精竭慮的開發新客戶群的生意,可說內外交迫,Wind River就長期經營電信商的客戶關係中,提出電信商所面臨的四大挑戰,包括:一、勢在必行的網路虛擬化的移轉時,同時確保IoT商業模式所創造的高營收客戶,二、有效地從虛擬化技術上獲利,以精簡OPEX營運支出,三、加速提供新的服務以增加營收與擴大市場佔有率,四、整合開放架構系統以增加系統擴充的彈性。

電信商同時也看到現在主要的技術限制,包括由傳統PLC/PAC的工業控制器所打造的基礎架構,無法支持快速的系統擴大化的需求;在以新服務為導向的電信市場,電信裝置維護成本令人傷透了腦筋,由於機房中的設備過於複雜,往往需要超過六個月時間,才能順利移轉到新架構。

Jegan 利用下午分場的專題報告中,特別針對Titanium Server的架構做一個完整的介紹,這個由Carrier Grade Linux作業系統、KVM、Open Stack和Ceph等開放技術所組成的解決方案,透過Wind River精心所加上的產品附加加值之後,就功能與系統穩定度,皆受到電信商的大力肯定。

Wind River提出的解決方案,專注兼顧營運技術(OT)與資訊技術(IT)的整合,從軟、硬體方案的驗證與預先整合著手,透過Wind River即時作業系統與Titanium Server解決方案並打造Cloud合作夥伴生態鏈,以提供能夠達到99.999%可用性的電信等級設備的需求,有效縮短產品上市時間,加快NFV的基礎設施部署。

VxWORK 7和VxWORK Plus產品滿足嵌入式系統的開發要求

關於Wind River的Linux作業系統的支援,從2004年就正式進軍嵌入式市場,今天Wind River已經成為嵌入式市場的領導廠商,為嵌入式系統所量身打造的RTOS作業系統已經進展到VxWORK 7的版本,支援包括單核或多核心ARM、Intel與PPC等核心運算處理器,滿足嵌入式系統所需要的模組化架構、可擴充性、高安全性與穩定,以及虛擬化的應用都一應俱全,兼具成本與時效性考量的嵌入式市場的特性。

Wind River同時對於幾個特定市場的需求,透過制定不同的環境設定與操作參數,開發了一系列VxWORK Plus產品,涵蓋了航太與國防、工業、醫療、消費性電子和網路等五個模組化產品,簡化產品的發布與整合開發時間,讓進軍嵌入式虛擬化平台的廠商,可以有效縮短Time To Market的時間。

建構軟體定義的關鍵性架構

下午的另一個分場,Wind River工程應用部門資深技術經理Thilak Kumar Ramanna談Software Defined Factory的趨勢,軟體定義技術一直是這次研討會的一個主要的重點,是Wind River想傳遞給業界的一個強烈訊息,軟體定義的系統架構在於如何設計一個抽象性的技術架構,讓實體系統資源的使用具有最大的彈性,以進一步推動降低成本的策略。

軟體定義架構的開發對於購買硬體設備耗費資本支出的廠商,具有最大的成本效益,同樣的硬體架構,利用數個虛擬機的安裝,提供不同系統功能,尤其對於嵌入式系統的應用,具有更大的優勢。

他舉了兩個能源業者所使用的案例,分別是EXXON Mobile和DUKE ENERGY,他們使用大量的工業等級的控制器以管理不同的能源資產,這些工業控制器可能已經發展超過一百年的歷史,是一個非常封閉的系統,除了維修不易、成本高昂、技術無法升級之外,而且無法抵擋新世代的資安威脅,當開放系統來臨時,誘因與動機都支持這個轉移,利用IoT、虛擬化、雲端運算與大數據分析技術的引入,享受新科技的創新所得到的方便性。

拜軟體定義的架構之賜,自動化的架構有了全新的技術藍圖,業界巨擘紛紛擁抱軟體定義架構之後,造成一股風潮,現在這股旋風也吹向電信業與航太產業,無論使用Wind River的Titanium Server或是Integrated Modular Avionics platform都已經有成功的案例,讓多個工業控制器得以整合到Titanium Server上,達到電信產業所需要的99.9999% 服務可用性(Service Availability)的要求,或是利用NFV結構啟動虛擬化的基礎架構,彰顯虛擬化的效益,使得人命攸關的重要系統可以長時間運作,不會產生當機,或產生人命或資產的重大損失。

過去以PLC等工業控制器為主的自動化系統,透過軟體定義架構,轉變成以高效能運算技術與標準硬體(High Performance Computing & COTS Hardware)所組成的系統,並且具備容易管理、方便擴充、兼具穩定性、可用性與效能的特性,更重要的是採用AAA加密資料庫 (Authentication, Authorization and Accounting),讓虛擬機或磁碟機上的資料獲得完整的保護。

協助台灣廠商通過客製化的安全認證的服務

工業事業群的蘇建豪經理說明Wind River如何幫助廠商建立安全認證的服務,台灣的電子產品製造商,考量諸如發電廠、航太、交通產業或是公共安全領域的專案與工業應用,必須積極申請包括DO-178B/C、ARINC 653、IEC61508/EN50128等安全規範。

依蘇建豪所經手的專案經驗中,這些安全認證多半需要花上兩年半的時間也不為過,所以時間上的考量與準備是不可或缺,Wind River的合作步驟會從產品定義、軟體架構、設計與開發選擇上就要詳細加以考量,目前Wind River經手的安全認證以民航機的等級最為經典,如波音787所用的系統,目前使用VxWorks 653的作業系統通過認證,VxWorks 653現在已經是主要的領先業界的版本,有超過230專案,140多個客戶和50種左右的各式飛機通過安全規範。

有效地利用Wind River既有的優勢,可以協助台灣廠商達成通過安全認證的需求。蘇建豪希望與台灣廠商一起參與交流,相互切磋。另外,台灣Wind River軟體專案開發服務,也是一個受到業界好評的主要服務,其最大的優勢是確保軟體開發專案能夠成功,利用高品質的Android系統強化嵌入式裝置功能,縮短產品的上市時間,受惠於Wind River長久以來在Android系統上所開發的經驗,以及長久累積的資安與工業領域的經驗,協助客戶降低專案開發的風險,減少工程研發成本。

研討會現場還準備三個展示工作站,分別展示包括智慧工廠的應用、Helix產品組合與IoT應用,以及電信商等級的Wind River系統,今年參加研討會的來賓人數又締造新高的紀錄,顯示Wind River在台灣的電子產業所受到的重視,軟體價值展現的超高人氣,可見一斑。