有效優化生產力 Moxa力助工廠建構聯網骨幹

四零四科技市場開發經理 呂百舟

無庸置疑，欲實現工業4.0與工業物聯網，最重要第一步，即是讓設備聯網；根據Intel報告，全世界迄今仍有高達85%的工業設備尚不具連網能力，這也意謂工業物聯網未來龐大的契機。「假使生產設備的聯網比例增加1%，則全球企業的生產力，將因而提高3,230億美元，可謂影響深遠。」四零四科技(Moxa)市場開發經理呂百舟表示，顯見唯有設備聯網，才可望活化智慧裝置、智慧系統，進而形成智慧決策，使工廠真正走向智慧化。

呂百舟指出，歸納企業實踐智慧工廠的主要動機大致有二，一是「節能」，國外專業機構概估，綜觀當前多數工廠的能源使用狀況，其實尚有15%~20%節約空間，想像空間著實不小；另一動機是「優化生產力」，如同前面描述，只要拉高設備聯網比例，即可帶動生產力大幅增值。

邁向工業物聯網  三大挑戰待克服

但不管是落實設備聯網，乃至進入工業物聯網應用，企業將無可避免面臨諸多挑戰。首先挑戰來自資料整合，多數現場設備來自不同廠牌，各自採用不同通訊協定，如何有效整合這些異質設備與協定，堪稱一大難題；其次挑戰是資料傳輸，許多用戶擔心透過無線網路傳輸，不僅易受干擾，也有封包掉落疑慮，很難不間斷將現場資訊上傳SCADA系統；第三大挑戰是資料管理，舉凡如何有效彙集資料，為下一步大數據分析做準備，或如何簡化工廠自動化網路與IT工具的維運管理，都有相當困難性。

Moxa根據用戶端的三大痛點，分別提出對應解決方案。針對資料整合，其提供各種閘道器(Gateway)產品，滿足工業現場多元化協定轉換需求，包括PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP、DeviceNet等多種通訊協定，都在支援範疇之內，此外提供RS232/485轉無線或乙太網路的的串口設備，及遠端I/O伺服器(Remote I/O Servers)。

對於資料傳輸，Moxa提供逾600款型號的工業乙太網路交換器，內含Turbo Ring與Turbo Chain等富含實用性的獨特備援技術，有助消弭掉包疑慮；另考量許多工廠環境不易佈線，若要滿足機台設備聯網需求，必須藉助無線網路，因此提供無線基地台產品，搭配專屬Turbo Roaming技術，幫助企業打造無縫的漫遊聯網服務；並提供工業級安全路由器，透過遠端監控機制，營造乙太網路安全應用環境。

至於資料管理，Moxa提供MXstudio全功能網管套件，內含MXconfig工業網路配置工具、MXview工業網路管理軟體，及N-Snap工業網路快照工具，其中MXconfig有助於在初期部署階段有效簡化設置作業，MXview則以直觀的圖示化介面即時顯示網路狀態資訊，N-Snap可協助用戶快速蒐集與比對網路資料，加速問題診斷與處理；另提供MX-AOPC UA軟體套件，使用戶順利啟動高效率且無縫的SCADA設備資料管理系統，無論何時何地，都能輕鬆進行系統監控。

統整異質協定  加速促進工廠節能

呂百舟接著說，針對多數企業推動智慧工廠的首要動機「節能」，現今主流趨勢即是變頻器(VFD)，只因為多達60%能耗源自於馬達，若能讓馬達運轉更具效率，便可望對於節能產生莫大助益，而VFD正是提升馬達運轉效率的關鍵利器。

因此多數企業期盼利用PLC結合VFD來控制馬達，隨時調整箇中風扇轉速，然而不少既有現場設備都走Modbus協定，不同廠牌PLC各自慣用不同協定，好比彼此操持不同語言，必須透過閘道器居間轉譯，將異質協定轉換為一致語言，才能如願進行馬達控制；為此Moxa透過MGate 5105-MB-EIP等閘道器產品，實現Modbus轉乙太網路。

針對另一項攸關企業發展智慧工廠的動機「優化生產力」，若以CNC/DNC為例，相關主流趨勢有二，一是每年CNC設備銷售量多達60萬台，另一則有85%的CNC設備，都會搭配DNC(Distributed Numerical Control)系統的輔助，以改善數控機台的總體利用率(OEE)。

不可諱言，許多生產環境都充斥使用年限已久的CNC設備，它們都走RS232序列協定，且現場環境多有佈線困難性，此時即可透過Moxa的無線串口伺服器、工業級無線基地台，讓CNC設備能與處於乙太網路環境的DNC系統互動溝通。

一旦建立CNC與DNC之間的連線通道，後續所能展現的效益頗為可觀，只因為業主無需購置大量機台、佔用大量空間，即可讓陳舊的CNC設備搖身變為現代化裝置，進而透過DNC系統監控，有效提升稼動率與產能，使前置時間(Lead Time)大幅縮短，終至帶來莫大商業利益。

更進一步，有了上述無線串口伺服器、工業級無線基地台居間穿針引線，亦可協助催生與CNC設備監控主題相關之雲端智慧服務，例如目前已與Moxa合作的Scytec顧問公司，即可幫助一些缺乏IT維運能力的企業，透過外部力量來彌補無力自建In-house DNC系統之缺憾，能經由雲端監控系統界面，隨時掌握機台生產或工廠營運狀態，甚至藉由大數據分析發揮預測功效，及早進行機台檢修或換置。

總而言之，企業欲打造智慧工廠，絕非一蹴可幾，必須扎穩資料整合、傳輸及管理等關鍵基本功，才能循序實現上層應用藍圖；而Moxa提供的豐富產品線，可望各司其職，協助企業逐一解決資料整合、傳輸及管理等三方面種種難題，以期加速推展工業物聯網應用。