藉工業物聯網融合IT與OT 驅動製服化轉型
- 洪千惠
-
近年來有一本書備受業界人士關注，係由美國線上創辦人Steve Case著作的「第三波數位革命」，他深信巨大的創新力量，將在實體產業勃然興起；探究背後的驅動因素，便是物聯網(IoT)。
一般談到IoT應用，人們往往會想到諸多範疇，舉凡智慧城市、智慧醫療、智慧零售、智慧交通、智慧能源、智慧建築等等比比皆是；但根據管理諮詢公司麥肯錫提出的預測報告，展望至2025，這些智慧應用當中最富含錢景者，其實是智慧工廠，有高達1.2兆美元~3.7兆美元的產值潛力，由此不難理解為何工業4.0議題延燒多年，始終不見退燒，只因懂得運用物聯網技術創造價值、實踐工業4.0目標的企業，將是第三波數位革命的大贏家。
推動智慧製造，驅使業務模式變革
只不過現今仍有不少製造型企業，即使高度認同工業4.0，卻未必掌握箇中精髓。工業電腦領域的領導廠商研華，多次在智慧製造主題演講時，引用一張「工業4.0實現之進程」投影片，透過拾級而上的階梯，表彰工業4.0的五個里程碑，包括：最初階的自動化、省力化；第二階透過機台連線、資料收集，再串聯MES/ERP達成生產資訊的可視化；第三階段尋求生產流程優化、品質效率提升；第四階段借助大數據分析達成預防維護綜效；最後一階段則延伸客戶服務，驅動業務模式的創新變革，也就是所謂「製造服務化(製服化)」。
換句話說，雖說物聯網技術是促成設備聯網、狀態監測的關鍵第一步，但如果僅將此技術應用的期望值，侷限在自動化、省力化層次，絕對是小看了智慧製造的威力。
具體而言，工業4.0與智慧製造的終極意涵，在於改變企業經營觀念，加速企業體質之改造，藉此開創產業新契機，其間不僅涉及數位製造能力的養成，更需結合數位行銷的軟實力；由此觀之，真正的工業物聯網(IIoT)與工業4.0核心架構，應該不只有偏向工廠營運或實體世界的操作技術(OT)，還需要進一步串聯虛擬世界，故須引用虛實之間的介面技術，也就是資訊技術(IT)，顯見IT與OT勢必融合，此外亦須再整合通訊技術(CT)。
IT、OT與CT三者融合確實重要，缺一不可，尤其是CT，它代表各種有線通訊、無線通訊、長距離通訊與短距離通訊等相關技術，譬如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、4/5G、NB-IoT、LoRa、Sigfox等採用授權頻譜或非授權頻譜的無線通訊技術皆是，一直到工業通訊與總線技術，通通隸屬於此範疇，是將感知層訊息上傳至應用層的關鍵所在；儘管如此，此處為了彰顯後續的製服化趨勢，姑且將CT技術細節先略而不談，暫時將探討重點擺在IT與OT的雙T整合。
事實上IT與OT的融合命題，已伴隨工業4.0、智慧製造或IIoT等議題發燒，被倡議多時，但迄今諸多業界專家仍不忘強調此事的重要性，顯見在現實世界裡，這個整合工程尚未被完美落實，深究箇中阻礙，有時未必歸咎於技術，而是人的問題。
從過去幾十年以來，IT與OT都已各自存在，任何一方都不是新技術，幾乎所有製造型企業，內部都有IT專業人員，也有OT專業人員，只是兩派人馬鮮少交流對話，IT從未取得PLC建置或支援的所有權，相對的，OT也從未取得ERP建置或支援的所有權。
設立工業4.0小組，匯聚IT與OT能量
但兩方分治的局面，如今到了必須改弦更張的時刻。原因在於，全球的製造型企業都面臨巨大挑戰，舉凡全球競爭態勢加劇、人工成本上揚、製造品質的要求日益嚴格，乃至因用戶為王的時勢所趨，企業必須從計畫性生產走向接單式生產，從大批量製造轉變為少量多樣客製化製造，且需承受產品生命週期愈趨短絀的壓力，迫使企業必須轉變現有經營模式，導入工業4.0勢在必行，特別是需要將虛實整合系統(CPS)建立起來，否則終將喪失營運競爭力。
欲建構CPS、或是所謂的數位雙胞胎架構，不把IT與OT融合在一起，肯定行不通；況且隨著IIoT技術益發成熟精進，已明確定義未來智慧製造的平台框架，不論對於如何將「智慧」鏈結到服務系統、資產設備、企業營運，都有清楚的技術分類，因此照理說，企業不僅必須推動IT與OT的融合，而且在技術上絕非滯礙難行。
不過要想讓IIoT加速落地實現，在企業組織內部，需要明確的所有者角色，因此最理想的方式，便是先由高層宣示投入工業4.0，再組成工業4.0的推動委員會或推動小組，此一編制中，既有IT領域的菁英，也有OT領域的專才，使他們能在工業4.0這個整體觀念及共通目標下，捐棄彼此本位主義，共同向前邁進。
專家認為，IT及OT兩派人馬的磨合，或許需要歷經時間的淬煉，故基於保守起見，不妨先以小處著手，選定一個工廠或產線開始做概念驗證(PoC)，爾後再根據這個案場的實作歷練，擬定工業4.0策略目標，接著按部就班落實到企業內部的其他場域。
另一種做法，則是由第三方業者提供一個中立的技術平台，它兼具採集工業大數據(經由PLC、工具機控制器或行專用通訊協定)、整合行業應用(經由ERP或MES)、整合平台軟體(透過各種PaaS軟體功能)，讓分居上下位的異質資訊流得以被串接、統合，接著再結合Node-RED的邏輯判斷、RESTful API的系統整合，銜接以雲端為基礎的IIoT應用資源，迅速扎穩製服化轉型之根基。
借鏡製服化案例，加速創新轉型
有關全球製服化的經典案例，最常被人提及的業主，無疑正是勞斯萊斯(Rolls Royce)，眾所皆知該公司原以販售飛機引擎為主，之後導入工業4.0，利用物聯網與大數據等技術，建立了堪可即時監控全球客機4,600多具引擎的純熟能量，持續收集每架客機引擎的轉速、溫度、震動、油壓等運行資訊，再透過後台監控中心統一做分析比對，以研判個別引擎是否處於正常狀態，若不是，即可定位潛在的問題點，在真正發生故障前及早介入維修。
隨著前述服務模式的順利運轉，勞斯萊斯明確感受到，所有航空公司皆對此需求若渴，因為都生怕自己的客機引擎出現無預警故障，衝擊營運績效，也表態願意對這般高附加價值服務進行投資，促使勞斯萊斯決定轉變行之已久的商業模式，將飛機引擎由賣轉租，退居引擎生命週期管理維護服務的載具角色，因而使該公司獲致細水長流的穩定收益，也增加了其與客戶之間的黏著度，堪稱製服化的最佳實踐案例之一。
