打造工業4.0專屬網路基礎建設

泛達工業自動化技術系統工程師李鶴鳴。

許多自動化設備廠商，因為採用各自專有的的通信和控制協定，導致自動化系統的互通性和相容性不佳，擴展升級、資料獲取都會遇到層層的障礙。

泛達工業自動化技術系統工程師李鶴鳴指出，因為工業4.0的目標之一，就是要因應客戶的需求做到客製化，網路的穩定性變得非常重要，製造業因此需要工業乙太網，才能與現有的企業網路無縫銜接，將底層資料提升到頂層，企業和工廠的資訊互通無障礙。

工業乙太網路架構從邏輯架構落地到實體層，都有非常嚴景的要求。如對於工業廠房的安裝，應遵守ANSI/TIA 1005工業廠房電信基礎設施標準，這是為解決一些工廠具體問題而制定的標準，如在惡劣的工業環境中運行，支援工業和建築控制範圍內除視頻、語音、資料、文本之外的工業廠房應用，以及支援安全和消防警報系統。

其次則是要考量M.I.C.E.環境邊界，泛達台灣區域經理連翰林指出，辦公室與工業的環境差別，後者的環境惡劣程度大很多，機房、辦公室的配件規劃等級，不能適用在廠房。

工業廠房分區及環境分級，必須要用量表去分級，根據不同的環境變數規劃，如M.I.C.E.是指機械(衝擊、震動)、進入(水、灰塵)、氣候(化學)及電磁，不同的區域如工廠地面區域、工作區域及自動化孤島區域等，適用的M.I.C.E.各不相同，需要因應環境狀況提供不同保護等級的方案。

再其次則是要選擇正確的分區架構。連翰林指出，傳統式網路架構－HOMERUN的靈活度不高，如設備一旦移動，通常就得要求新的走線，耗用大量線纜，不適用工業4.0的需求。

李鶴鳴建議業者改用分區架構，除能確定製造？加工分區，可通過接入層交換機保持本地流量處於本地，可以在備用通道中構建以進行擴展，比HOMERUN架構耗用的線纜少，而且不會出現一個地方出問題，所有地方跟著出問題，安全性及穩定性都比較高。連翰林表示，採用分區架構，不僅增加可用性，最多還可降低40%的材料使用，18%的人工成本及75%的部署時間。

連翰林指出，完整的工業乙太網路架構還需要CPwE(Converged Plantwide Ethernet；融合全廠乙太網)，這是羅克韋爾自動化公司和思科系統公司為主的一個機構的合作成果，泛達定義了實體層的框架，填補了物理基礎設施空缺。

藉由CPwE的架構，泛達將工廠空間分為5個區域 簡稱5-IN，包括企業數據中心、微？工業數據中心、工業配線架、網路分區系統及控制台解決方案，可以實現一網到底，從企業到邊界，提供可靠的端對端實體層基礎設施，可說是工業自動化基礎設施產品的重要要素。

如在連接企業和工廠車間(IN-ROOM)時，由於自動化網路易受干擾，可能會導致停機及生產損失，透過泛達推出的IntraVUE，就能夠識別和報告對提高工業乙太網基礎設施正常工作時間而言，至關重要的資訊。

而在連接機器到機器(IN-ROUTE)，則需要使用工業配線架(IDF)及網路磁碟分割系統(NZS)架構的工廠網路布局。連翰林指出，由於工業4.0會使用更多的線材，針對當前工廠的工業彙聚交換機箱可能碰到的問題，由於有些跳線不能亂插拔，必須要提供資訊埠鎖的設計，並使用標準化的橋架通道，簡化網路佈線，方便整理線材。

而交付至機器的乙太網(IN-PANEL)，因為遍佈工廠車間的不同系統正變得日益連通，這使得乙太網節點數量不斷增多，必須要做好空間優化，不但可提高設計的靈活性，臨時剪裁及配置也會比較方便。

在機器上部署乙太網(IN-FIELD)，則需要能夠解決電纜佈線、連接、應力、標識和環境保護等問題的相應佈線基礎設施，進而最大限度的增加工廠正常工作時間，並確保長期可靠性。

最後是從基礎開始連接(IN-FRASTRUCTURE)，工廠的基礎設施，從電力變壓器到網路設備，都必須要管理和強化，才能充分保護投資，所以完善的接地系統方案則是非常重要的。