善用IoT科技 改善生產效能、生產現場安全

以IoT物聯網科技整合的智慧工廠，可透過IoT網通技術即時擷取生產資訊，並透過後端系統智慧判斷、決策，減少人工處理成本。Intel

DIGITIMES企劃

物聯網科技(Internet of Things；IoT)逐漸成熟，在重點研發項目如低功耗感測晶片設計(Low Power Sensor Chips)、低成本感測器(Low Cost Sensors)、物聯網感測網路(Sensor Networks for IoT)、具IPv6連網之感測器？感測網路 (IPv6-Enable Sensors and Networks)、多媒體雲端物聯網技術(Cloud-based Multimedia Service for IoT)、RFID/RFID Technology and Applications for IoT)等關鍵網通科技、感測技術逐步形成趨勢後，除帶動週邊產業轉向至智能化應用發展外，連工業生產環境也可受惠於物聯網科技，進一步優化生產效能、改善整體工業安全問題，也將發揮新一代萬物聯網優勢，讓工業生產也能朝智慧化大幅轉型。

人力成為珍稀資源 智慧工業整合勢在必行

基本工資飆漲、工廠缺工問題，導致人力資源在現今生產環境中，已逐漸成為珍稀資源，在工業帶進自動化生產後，雖讓生產效能與產出激增，但在新一波資訊化整合後，導入物聯網與人工智能後，已可將原本從事知識技術含量低的機械操作工作者，轉換成生產流程關鍵的決策者與管理者。

檢視IoT應用為核心的物聯網技術，隨著重點網通、感測器、核心晶片的技術日趨成熟，已對工業自動化潮流具翻轉未來的重要影響。

以物聯網科技角度檢視，目前熱門的工業自動化、與資訊化趨勢潮流，為將自動化與資訊化更進一步進行融合，反觀物聯網科技，反而是工業自動化的具體實現，因為在物聯網科技願景下，生產設備與關鍵製程工作站均可透過IoT網通技術整合、銜接與互通資訊，達到智慧工廠的具體實現遠景，也是基於物聯網科技基礎，在生產製造、智能建築、智能能源應用、生產環境監控、設備智能化等領域，透過IoT物聯網科技整合，讓智能工廠有更廣泛且更具智慧的整合應用。

呼應科技業摩爾定律  物聯網科技已趨實用階段

在科技產業界有知名的摩爾定律，此定律預期電腦科技在一定周期下就會有倍翻的效益提升，例如運算能力、關鍵元件體積、甚至是終端設備的效能與尺寸，都能與摩爾定律不謀而合，相同地，從網通科技一路發展而來，不僅網路通訊在線路資訊的乘載量與智慧應用功能，也如同摩爾定律快速晉升。

物聯網的設計概念就是在這種快速發展、高倍微縮的技術背景下形成的產物。物聯網最初概念為由1999年麻省理工學院(MIT Auto-ID Lab)發展，直至2005年國際電信聯盟(International Telecommunication Union；ITU)發布年度報告才將物聯網概念具體提出，同時也是Internet of Things(IoT)首度提出進而形成物聯網絡科技的通用技術名詞。

在物聯網基本概念之下，即為前述的萬物聯網概念，為達到這個目的，就必須在各種設施、工作站或是設備設置環境感測器、網通聯網機制與運算處理單元，網際網路連結原為人透過網路在各大內容資料庫進行搜尋與擷取，而物聯網科技則是更進一步，擴展至物與物的連結。

工控自動化已略具物聯網整合雛形

而在工業生產應用環境中，部分物聯網概念、網通應用在工業自動化階段也有局部整合與實現，但在物聯網概念下的設備、終端與全面性的通訊連結與整合，在工業自動化現場則是相對著墨較少、同時也是較無法全面發揮智慧化整合應用的狀態。

若從傳統工業自動化控制系統整合的3種層次進行檢視，即自設備層(Device Layer)、系統控制層(Control Layer)與資訊層(Information Layer)3個階段檢視，則較能找到物聯網整合生產控制的關鍵效益。

在第一層設備層的功能觀察，為將現場的生產設備以網路節點形式，透過線路連接於現場總線網路環境下，例如透過整合進行如生產數據擷取、溫度控制與補償、數位類比轉換等功能。

在控制層則為自動化整合基礎，自生產現場的加工設備擷取相關數據，進而搭配完成各種控制加工、運行參數調校，或是搭配感測器進行生產過程監測、狀態警報與即時生產狀態分析等應用，至於控制層的整合功能，多數為以工業電腦、PLC(programmable logic controller)等控制單元完成。

以工業電腦或是PLC終端，基本上這類工控設備本身即具備聯網能力，可用以協調工業網路節點間之數據傳輸？通信應用，也可建構現場總線網路與乙太網段連接應用整合；至於資訊層則為提供生產管理者遠端控制的操控平台，或進一步整合銜接企業的自動化系統，系統同時也可自自動化系統擷取生產數據，進而讓操作者可以透過即時數據進行生產決策。

物聯網DCM架構生產現場資訊準確掌握  提升生產安全功臣

從工業自動化設備層、系統控制層與資訊層3層架構檢視，與物聯網產業鏈所謂的DCM(Device、Connect、Manage)可以相互呼應、銜接，而與工業自動化不同的是，在物聯網應用的網通環境各個層次的技術與功能與原有自動化技術要求更為進階、升級，例如，在物聯網的設備層技術概念，為透過感測器的整合，達到終端智能物件的全面感知，可進行識別、擷取各種環境數據。

在連接層物聯網為達到高度可靠性地傳遞溝通資訊，除原有實體網路銜接外，也進階整合各種低功耗無線傳輸技術銜接；在管理層部分則必須結合智能化管理，針對自各終端動態即時擷取的海量資訊，進行更有效、智慧化的判斷與自動彙整呈現。

也是因為物聯網在各終端要求的全面感測技術整合、智能物件概念，銜接工控自動化升級後，可讓系統端可以即時掌控生產前線的即時數據、狀態，搭配各種網路通訊技術，如射頻識別(radio frequency identification；RFID)、感測器、二維條碼等技術方案，再搭配物聯終端的網路架構串聯，達到遠端控制端或可透過物與物、生產設備間的直接溝通處理，除可即時解決生產過程產生的問題外，甚至可以在產品加工前線生產現場，確實掌握可能的生產問題。