推動工業物聯網 提高設備互通性為當務之急

Atmel、博通、戴爾、英特爾、溫瑞爾等業者主導開放互連聯盟(OIC)，著眼於提高物聯網設備的互通性。OPEN INTERCONNECT CONSORTIUM

物聯網風潮崛起，且在可預見的未來世界中將無所不在。物聯網的觸角深入民生、汽車、自動化、醫療等各個產業領域，預期將帶動許多前所未見的變化。其中，物聯網帶動的全新工業自動化引領了「工業4.0」(Industry 4.0)概念，可進一步解決全球製造業面臨升級的問題。

工業4.0概念是在2013年4月由德國在漢諾威工業博覽會中所提出，德國以多年自動化經驗與人工智慧研究為基礎，不再自限於「自動化將全面取代人工」此一思維框架中，改而強調「人機協同」合作。另外，美國通用電氣(GE)也已提出工業互聯網(Industrial Internet)，目標就是通過高功能設備、低成本感測網、網際網路、巨量資料收集及分析等技術整合，大幅提高現有產業的效率並創造新產業。

智慧工廠市場規模擴大

根據資策會MIC的預估，全球智慧工廠市場規模在2015年可達179.88億美元，較2014年166.95億美元成長7.7%。MIC預估到2018年，全球智慧工廠市場規模可達235.29億美元，2015年之後，全球智慧工廠市場規模年成長率，可達7%到11%，優於整體產業自動化年成長率。

基本上，無論是工業4.0或工業互聯網，即使名稱不同，但這些概念的核心都是物聯網。具體來說，工業4.0及工業互聯網概念下的工廠將具有智慧化、無人化、資訊化等特性，這類自動化智慧工廠能將外部世界和工廠連結在一起，工廠能快速處理各地需求，如此一來，就能節省大量的中間環節和時間成本。

推動工業物聯網通用架構

為了實現工業互聯網，業界已成立工業網際網路聯盟(Industrial Internet Consortium；IIC)。此組織是一家成員資格開放型組織，成立宗旨為提高實體世界與數位世界之整合，加速物聯網(Internet of Things)應用。這個組織是由AT&T、Cisco、GE、IBM與英特爾所共同組成，現在成員數量約為115家廠商。

此聯盟希望透過採用開放互通標準和通用架構，建立一套工業物聯網智慧系統，將所有的智慧型設備、工業機器、人員、流程與資料通通連結在一起，以此降低未來在工業應用和流程上所需花費的人力時間和操作複雜度。目前的最新進展是該組織已於今(2015)年1月釋出開放源碼技術標準IoTivity規格預覽版(IoTivity 0.9.0版)，未來幾個月內還會釋出1.0版標準規格，IoTivity專案將在Apache License 2.0之下開放授權。

IoTivity是一個IoT裝置、產品、及服務開放源碼軟體框架。標準及開放源碼實作將可實現IoT產品及服務的相通性，可跨越任何廠商，及包括智慧家庭、汽車、生產自動化與健康照護等多個產業。工業網際網路聯盟技術長Stephen Mellor表示，聯盟的工作是聚焦於互通性，因此聯盟將建立一系列不同規模的測試平台。此外工業網際網路聯盟也正在針對工業物聯網專有名詞擬定一套標準詞彙，目前已經有一個長達6頁的草案。

兩大聯盟聯手加快通用標準制訂時程

除了工業網際網路聯盟，由Atmel、博通、戴爾、英特爾、三星和溫瑞爾主導建立的開放互連聯盟(Open Interconnect Consortium；OIC)，也是著眼於提高物聯網設備的互通性，並定義物聯網的連線性要求及標準。值得注意的是，為了要統一工業IoT標準，日前開放互連聯盟與工業物聯網聯盟宣布將共組物聯網聯盟陣線。未來，雙方將透過資訊共享加快IoT通用標準制定的時程，也簡化工業IoT系統的建置過程。

OIC聯盟副總裁Imad Sousou表示，該協議將確保該聯盟規範與IoTivity等相關IoT開源專案成果，皆能支持IIC聯盟的工業參考架構，包括提供能支援工業IoT參考架構的必要功能，以及協助生產端更加容易實現部署IoT應用。同時，IIC聯盟也能利用OIC釋出的IoT標準，建立在設備與設備之間的通用系統上。

而除了OIC與IIC聯盟外，目前主要推動的IoT聯盟，還包括了由高通主導的AllSeen聯盟，此組織採用AllJoyn開源架構做為IoT通用產品標準，自2013年底成立後，成員數迄今已攀升至120家。

工業乙太網路及PoE高度實現工廠自動化

智慧工廠的前提是工廠自動化，由於工廠自動化設備必須能夠即時傳輸與控制，因此目前的工業網路技術大多採用有線解決方案，例如工業乙太網路(Ethernetfor Plant Automation；EPA)或PoE等。工業乙太網路是指在工業環境的自動化控制及過程式控制中應用乙太網的相關組件及技術。工業乙太網採用TCP/IP協議，和IEEE 802.3標準兼容，但在應用層會加入各自特有的協議。

工業乙太網的最主要優點，就在於數據傳輸速率極高，能達到100Mb/s，所以可以提供足夠的頻寬，且工業乙太網路能為使用者提供更高的效率、更多的功能和更強大的相容性，只要是使用Web Based的設備，就能輕易連上網路，瀏覽或使用相關數據。這種種優點，使得工業乙太網路越來越被看好取代現場匯流排技術，例如PROFIBUS、Modbus和ControlNet等。

而為了解決乙太網路佈線的供電問題，電氣電子工程師協會也早於2003年批准乙太網供電PoE(PoE Power Over Ethernet)標準——IEEE802.3af。技術是指對現有的乙太網CAT-5佈線基礎架構不需進行任何改動，僅需藉助常規乙太網線纜在傳輸數據的同時供應電力，如此可保證該線纜在為乙太網終端設備傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電。而針對大功率乙太網路供電(PoE)技術的佈建，使用者可選擇將網路交換機升級，或是在現有的網路基礎架構上安裝中跨(Midspan)。

毫無疑問，工業乙太網路推動的自動化生產已大幅提升量產速度與價格競爭力，而工業物聯網的進展預期又將開闢另一處新境界，機器不只聯網，透過感測器的配置，機器將進一步智慧化，實現工業4.0的目標。可以預期工業物聯網所帶來的並非僅是更強大的生產力，而是生產模式的徹底變革，物聯網的翻轉力量在工業領域中將同樣得到見證。