工業4.0帶動全IP智慧工廠趨勢

新漢電腦股份有限公司工業自動化產品規劃處處長 李立偉

工業4.0帶動全IP智慧工廠趨勢

在德國開始提倡「工業4.0(Industry 4.0)」時代來臨之後，智慧工廠也隨之受到更多的矚目。新漢電腦工業自動化產品規劃處處長李立偉指出，工業4.0的概念主要是由智能系統(Intelligent System)及網路實體化系統(Cyber Physical System)所組成，藉由兩者結合而衍生出全新的生產管理思維。

李立偉指出，過去的生產資訊管理，採用的是一種集權控制系統， 由現場設備回報資訊給系統判讀，再由控制系統下指令給現場設備，這種方式雖然可以滿足控制的精確性、節省人力、達到機器自動運行的目標。但這種由上而下的自動化控制方式，設備之間並沒有進行平行溝通，其實是沒有讓整體的系統達到最佳化的狀態。有鑑於此，才有後來的M2M (Machine to Machine)，進階到Machine to Man，然後演變到物聯網的概念出來。

從設備與設備之間的溝通，到人與設備之間的溝通，物聯網之於工業自動化價值也衍生開來。但李立偉指出，物聯網只有連接到物，並沒有將服務連接起來，為了達到智能化的目標，必須要讓不同的網路得以連結，這部分的工作又超出了傳統控制器的能力，而必須仰賴PC-based設備的彈性，但同時又要考慮到可靠性，所以嵌入式PC系統也就成為智慧工廠不可或缺的要角。

李立偉指出，過去提到生產管理，我們都是用工業區的方式思考，需要產能時，就先想到擴充設備及土地，但對業者本身及環境，都會造成負擔。但工業4.0的概念，透過全IP化佈建，可以整合分散在不同地方的資源，用最有效的方式運行即可，也讓企業得以用最經濟有效的方式成長。

當資料串流愈多，網路速度愈快，傳輸的資料愈精細，執行的動作也就能夠更細膩。李立偉以機器手臂為例指出，當人與機器可以一起工作時，代表產線已邁入高度智能化，產線佈置也更加靈活，有助於工業4.0的時代早日實現。

要達到前述目標，李立偉認為，工廠必須全面e化，也就是全面IP化，才能讓所有的設備共享資訊，從現場端、設備端，一直勾串到服務端，直到上層的管理端及營業端。

要建立工業4.0要求下的智慧工廠，李立偉認為，需要具備幾項要素。首先，現場的設備端必須與系統網路完全相容；其次，工業Ethernet架構必須要完整實施；最後，則是建立PC架構的控制系統。

但各地區的使用者習慣不同，解決方案供應商的支援能力，也將會遭逢前所未有的挑戰。李立偉表示，包括多種作業系統版本驅動程式的支援，控制系統軟體的配合，都是必要的服務。此外，控制市場對於產品的穩定度及可靠度格外重視，但相對的，使用者習慣也很難更改，因此解決方案最好跟著國際大廠的標準走，例如要有能跟國際大廠所制定的現場總線(Fieldbus)網路協定相容的能力，才能降低使用者的進入障礙。

李立偉最後強調，工業4.0下的智慧工廠架構，其實不只是連接工廠而已，而是連接所有事物，而且要做到沒有時間及空間限制，讓所有設備及架構的資訊都能串連起來，系統的靈活彈性、效能及建置成本，才能展現出合理的價值。