物聯網技術推動 工業自動化進入新境界

智慧工廠推動製造升級。

物聯網的崛起，與無線網路普及、感測器價格降低、雲端運算及巨量資料(Big Data技術)的發展有莫大關係，這些因素合力將物聯網推上當代科技產業的顯學地位，國際管理諮詢公司McKinsey更將「物聯網」列為12大顛覆性科技之一。

物聯網，基本上就是利用互聯網、射頻識別等技術所構成，可讓全球物品資訊即時共用的實物互聯網。也就是說，我們可以將電子標籤、條碼等感測器放入物品中，藉以獲得物體資訊，並通過無線網路的方式，將其即時資訊發送至後台資訊處理系統。透過此種方式所形成的龐大的網路，能夠對物品進行智慧管理，包括追蹤、監控等。

工業4.0概念出現  智慧工廠實現製造升級

就市場規模來看，根據思科(Cisco)預估在2015年時，全球物聯網裝置將達250億個，相當驚人。此外，根據英特爾(Intel)的預估，物聯網市場將從2015年的150億美元成長至2020年的2,000億美元，年複合成長率達67.8%，麥肯錫全球機構(McKinsey Global Institute)則預估至2025年，物聯網帶來的經濟影響力將高達6.2兆美元。物聯網將深入民生工業、汽車工業、自動化工業、醫療產業。

值得一提的是，物聯網所進一步促成的全新工業自動化，更帶動了「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。

何謂工業4.0？此概念是在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，也就是說，在智慧製造的流程中，人雖然不再負責提供勞動工作，但仍扮演生產過程的設計決策者，以及流程的管理者。

工業4.0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。

除德國提出工業4.0概念，美國也已提出工業互聯網、互聯企業等類似概念。基本上，無論名稱為何，這些概念的核心都是物聯網。工業互聯網(Industrial Internet)是由通用電氣(GE)所提出，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合，大幅提高現有產業的效率並創造新產業。

GE指出，工業互聯網技術可帶來的效益極為龐大，例如就航空行業而言，連續15年僅削減1%的燃料，就可節省約300億美元；對醫療行業而言，連續15年提高1%的系統效率，就可節省約630億美元。

多家業者結盟  推動工業物聯網共通標準

為了實現工業互聯網，GE也在積極進行投資。該公司計畫在2015年之前投入相關服務及軟體開發的資金約達10億美元。工業互聯網可以應用的範圍極廣，其中，工廠是GE非常重視的領域之一，事實上，以物聯網為基礎的「智慧工廠」已被視為物聯網應用的最大市場區隔，也吸引了許多業者前仆後繼投入相關行列中。

例如微軟已發表了一套專為物聯網資料分析的Azure智慧系統，讓企業透過蒐集及管理各式連網裝置、感測器產生的資料，並經由分析後取得應用。微軟也和英國地鐵局合作，用此系統來管理電梯、手扶梯、空調系統和監視設備，提供系統溫度、振動、濕度以及警報等物聯資訊。

此外，微軟也已宣布加入工業網際網路聯盟(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，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。繼微軟後，PTC參數科技與旗下企業ThingWorx也共同宣布加入工業網際網路聯盟。

商機龐大 吸引各領域業者投入

物聯網所帶動的工業自動化商機，也為工業電腦業者創造極大的發揮空間，例如全球工業電腦龍頭業者研華科技，便已推出以WebAccess軟體為核心的物聯網應用平台，透過此軟體所研發出的SRP(solution ready package)解決方案，能讓傳統製造、精密加工，或者是高科技的晶圓代工、封裝測試，製造業等，在工廠智能化的過程中將資料變得有意義且進而能發揮其應有的價值。

再如另一家工業電腦業者「新漢」，在日前舉行的英特爾開發者論壇(IDF)上，以工業自動化解決方案獲得最佳工業解決方案類別的加速創新科技獎。據了解，為滿足工業物聯網需求，新漢所打造的NIFE 100工控機，是採用Intel Atom E3826處理器，並以英特爾Moon Island軟體為基底，成功整合工業自動化的軟硬體設備，提供符合工業自動化控制所需的解決方案，同時能將採擷資料傳送到雲端，變成有助決策者的有效資訊。

據了解，新漢的解決方案能達成兩個最重要的應用整合。首先，工業自動化控制是一個封閉迴路控制，發出指令後，最終一定要反饋給工控機，以確保管理的I/O設備依指示運行，但NIFE 100可同時提供開放性連線功能，將採擷資料全送至雲端。其次，透過資料雲端化，原本封閉的資訊，現今能在企業端與生產端同步讀取，對生產製造決策有莫大助益。

同樣的，深耕工業設備連網方案長達27年的四零四科技集團(Moxa)，該公司亞太事業處台灣業務部協理孫崇騰也曾於日前的「工業物聯網論壇」上指出，工業物聯網架構的精髓，在於工業自動化(IA)與資訊科技(IT)之間建立融合平台，一方面需設法貫穿不同界面、協定及I/O，實現設備連接(Device Connect)，使現場終端設備連結乙太網路；另方面則需借助深具安全性、可靠度，並耐受嚴苛環境的網路連接(Network Connect)系統，將產線資料即時傳遞至上層應用管理系統，據以催生智慧管理價值。

著眼於此，Moxa的工業物聯網方案的設計，便環繞在系統建置、可靠度、安全性、互通性，及維護與管理等5大軸心，以協助用戶建立完善Device Connect及Network Connect架構，使設備管理與IT管理等兩端機制相互融合。

投入智慧工廠潮流  台灣握有優勢

從1980年代的PC時代及1995年的網際網路時代，到2010開啟的物聯網時代，隨著技術的不斷發展，全球正逐步邁入全面感知的智能化世代，而製造業也將受惠於此一概念，並透過自動化與訊息化的整合升級為「智慧工廠」，目前在美國、德國、日本各地皆已見此類智慧工廠的出現。

根據資策會MIC的預估，全球智慧工廠市場規模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。

展望智慧工廠發展趨勢，MIC表示，未來單一工廠產能縮減化、供應鏈管理彈性且透明化、產業聚落分散化、運籌管理重要性增加、品牌廠商議價能力提高。而在此波智慧工廠趨勢中，MIC建議台灣業者可憑藉機械手臂、機器視覺、運動控制等現有優勢，進一步與物聯網系統結合，找出可發揮的空間。