在現(xiàn)在這個智慧型時代，配備感測器與本端處理功能的系統(tǒng)，連結(jié)在一起後便可共用資訊。這個概念幾乎主導(dǎo)了每一種產(chǎn)業(yè)。這種系統(tǒng)會以全球化的方式，連接使用者與類似系統(tǒng)，幫助使用者做出更完善的決策。這種壓倒性的趨勢，有許多名稱，最常見的稱呼是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。IoT囊括了所有事物，像是智慧家居、行動健身裝置、連線玩具，以及工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），包括智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市、智慧廠房與智能電網(wǎng)等。

IIoT的整體系統(tǒng)，非單一廠商能夠獨(dú)力完成，而是需要透過一個完整的生態(tài)體系來讓架構(gòu)更為完備。

IIoT由大量相連的工業(yè)系統(tǒng)所組成，這些系統(tǒng)會相互通訊，並協(xié)調(diào)資料分析與行動，有助於提升工業(yè)效能、有利於整個社會。透過感測器與致動器銜接數(shù)位世界與實(shí)體世界的工業(yè)級系統(tǒng)，可解決更為複雜的控制問題。目前種系統(tǒng)，正在結(jié)合巨量類比資料，解決方案，希望能透過資料與分析取得更深入的知識。

想像一下，如果有種工業(yè)級系統(tǒng)，可以根據(jù)自身環(huán)境或狀況而有所調(diào)整，這樣一來，機(jī)械就不會永無止盡地運(yùn)作到故障為止，而是會安排維護(hù)行程，或甚至靈活調(diào)整自己的控制演算法，藉此補(bǔ)償耗損的零件，接著把資料傳輸?shù)狡渌麢C(jī)臺和操作這些機(jī)臺的工作人員。一旦透過本端處理與通訊功能來提高機(jī)臺的的智慧能力，IIoT即可以前所未見的方式來解決問題。

只是，如果是人人都可以辦到的事情，就不能稱為挑戰(zhàn)了。目前IIoT之所以還是個挑戰(zhàn)，正是因?yàn)殡S著技術(shù)日新月異，複雜度與日遽增，因此IIoT成為艱鉅的挑戰(zhàn)，沒有任何一家公司能夠獨(dú)立應(yīng)對。

圖一 : 沒有任何一家公司能夠獨(dú)立應(yīng)對IIoT的挑戰(zhàn)。

IIoT四大發(fā)展層次

國家儀器臺灣區(qū)總經(jīng)理林沛彥指出，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為四大層次，分別是基礎(chǔ)硬體、通訊協(xié)定、以及雲(yún)端系統(tǒng)與資料儲存，最後則是智能化的實(shí)現(xiàn)。就臺灣目前的發(fā)展來看，多數(shù)客戶都是著墨於最底層的基礎(chǔ)硬體。在基礎(chǔ)硬體這個市場上，又依據(jù)客戶想要透過這些硬體來完成什麼樣的事情，而細(xì)分為三個區(qū)塊。

第一當(dāng)然是要能解決現(xiàn)有的問題，例如臺灣的面板大廠，希望能改善面板在搬運(yùn)過程中，由於震動與碰撞而對面板造成破裂與損壞，所產(chǎn)生的營運(yùn)成本損失。因此，在搬運(yùn)的設(shè)備上，加裝了很多監(jiān)控的裝置，擷取這些資料，加以分析並改進(jìn)，希望能解決眼前的問題。

第二則是希望能解決未來可能遇到的問題，例如客戶透過一些感測器的加裝，來賦予設(shè)備更多的智能，建構(gòu)一個智慧型的系統(tǒng)，以期能夠預(yù)防這些設(shè)備造成產(chǎn)品的損壞。第三，是很多廠商都希望能夠在解決了這些問題之後，在未來能夠賺到更多的錢。

林沛彥說，在這樣的過程中，這就牽涉到一些基礎(chǔ)問題，也就是這些廠商往往在準(zhǔn)備建構(gòu)一個智慧系統(tǒng)，或者智慧工廠的初期，都必須從工廠的角度或從生產(chǎn)線的角度來進(jìn)行設(shè)備的模組化。有了模組化之後，才能夠具有彈性，才能做出更為彈性化的配置。而有了彈性化的配置，臺灣企業(yè)更可以發(fā)揮管理上的長才，透過管理的方式來最佳化這些模組，以增加整體利潤。

林沛彥觀察目前臺灣廠商的發(fā)展現(xiàn)況，發(fā)現(xiàn)臺灣目前還在模組化的初期階段，因?yàn)檎麄€工廠的規(guī)模是很龐大的，因此往往在技術(shù)上的演進(jìn)遭遇挑戰(zhàn)，也有現(xiàn)實(shí)執(zhí)行上的困難。

圖二 : IIoT除了解決眼前的問題，還要能讓廠商賺到錢。

IIoT打造製造強(qiáng)國

國家儀器大中華區(qū)行銷經(jīng)理湯敏則觀察中國整體市場發(fā)展，指出不久前，中國喊出了「中國製造2025」的口號，儘管目前中國在全球擠身成為製造的大國，但卻並非是製造的強(qiáng)國。中國製造2025主要的用意，就是希望能在2025年，讓中國成為全球的製造強(qiáng)國。

在這樣的過程中，透過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)製造強(qiáng)國的目的，是很重要的一個關(guān)鍵。然而，對於工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各國所遇到的問題與挑戰(zhàn)，都是相似的。也就是IIoT的整體系統(tǒng)架構(gòu)，都並非單一國家或單一廠商能夠獨(dú)力完成，而是需要透過一個完整的生態(tài)體系，來讓IIoT系統(tǒng)中的各不同層次與架構(gòu)更為完備。

放眼全球相關(guān)企業(yè)，未來在IIoT產(chǎn)業(yè)裡，都將會面臨三大挑戰(zhàn)。第一是設(shè)備間相互融合的問題。在導(dǎo)入IIoT的路上，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都必須要面對老舊設(shè)備更新升級的問題。在這樣的過程中，不論設(shè)備新舊、或者更新升級與否，都必須要能與現(xiàn)有設(shè)備兼容。第二是設(shè)備必須要有連結(jié)雲(yún)端的能力，而這也將牽涉到安全性與能源等相關(guān)問題。

第三是設(shè)備的連接性與標(biāo)準(zhǔn)性。IIoT最大的問題，仍在於未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)問世，在這樣的狀況下，要讓這些設(shè)備間進(jìn)行互聯(lián)，互連後是否能互通正確訊息，甚至進(jìn)一步進(jìn)行智慧化的指令，都會成為很大的挑戰(zhàn)。

湯敏認(rèn)為，面對IIoT帶來的新挑戰(zhàn)，未來的工程師，必須能夠確確實(shí)實(shí)地解決這些問題。當(dāng)然相關(guān)廠商所推出的IIoT解決方案，也必須要能夠兼顧到安全性、擴(kuò)充性與耐用性。就目前觀察，IIoT的挑戰(zhàn)，可以從量測端來解決感測方面相關(guān)的疑難雜癥，並進(jìn)一步升級設(shè)備，賦予更前大的智能。若從這樣的面向來思考，那麼一部強(qiáng)有力、具備彈性的測試儀器，就是前進(jìn)IIoT不可或缺的重要工具。此外，就升級與智能方面，則可以從軟體的升級，來對於設(shè)備的智能加以進(jìn)化。

事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)市場才剛剛起步，相關(guān)解決方案目前在市場上尚未成熟。但是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)由於智能工廠的需求大，發(fā)展腳步較為快速，因此工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將會更快實(shí)現(xiàn)在自動化廠房的產(chǎn)線上。

圖三 : 誰能掌握IIoT優(yōu)勢，就可拿下製造強(qiáng)國頭銜。

共同的平臺與標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫

國家儀器多年來都一直在進(jìn)行系統(tǒng)整合與開發(fā)的工作，面對到目前IIoT的挑戰(zhàn)，NI也積極與不同的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)體進(jìn)行合作，共同討論出一個未來可能的架構(gòu)。此外，以平臺化的方案來解決工程上所面對到的挑戰(zhàn)，包括處理上的問題，與連接上的問題，都將會更有效率。

國家儀器嵌入式系統(tǒng)部門總監(jiān)Jamie Smith指出，目前工業(yè)應(yīng)用是屬於標(biāo)準(zhǔn)多元與多個陣營同處在一個市場的狀況。長期來看，市場會需要一個共同的平臺或是標(biāo)準(zhǔn)，來解決這樣的問題。所以NI 已經(jīng)參與IIC（ Industrial Internet Consortium；工業(yè)網(wǎng)路聯(lián)盟），與工業(yè)相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)的業(yè)者，如科技、網(wǎng)路與基礎(chǔ)建設(shè)等不同類型的供應(yīng)商，來共同進(jìn)行合作。

IIC希望能夠建立一個共同的遊戲規(guī)則與平臺，讓未來想?yún)⑴c這個市場的每一家廠商，都能有個可以依循的規(guī)範(fàn)，並遵照這樣的技術(shù)架構(gòu)。觀察目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展上，沒有單一家公司可以憑著一己之力，來獨(dú)立解決所有面對的挑戰(zhàn)。所以面對未來，必須透過合作與協(xié)作，來發(fā)展出更多解決問題的方法。

Jamie Smith認(rèn)為，即便目前陣營與標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)多，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這個市場相當(dāng)大，採取競爭的策略並無法分食這塊大餅，唯有合作，才能在這個市場找到機(jī)會與切入點(diǎn)。他透露，目前NI也正與思科等業(yè)者討論TSN（Time Sensitive Network）協(xié)定的標(biāo)準(zhǔn)制定。對於工業(yè)網(wǎng)路來說，有關(guān)於資料傳輸延遲的問題，在工業(yè)網(wǎng)路是不被容許的，但也礙於市場的工業(yè)網(wǎng)路協(xié)定的種類太多，TSN的制定，目標(biāo)正是打算解決這樣的局面。

談到TSN，Jamie Smith以臺北的交通環(huán)境為例，有人開車、也有人騎車亂鑽，也有許多行人在路上行走，若將這樣的情境比喻為一個系統(tǒng)環(huán)境，如何有效動態(tài)地擷取外在環(huán)境的狀況，並排定訊號發(fā)送的先後順序，與此同時，訊號傳輸又不能有延遲情況，要同時滿足這些條件，並不容易。但也可以看得出這樣的環(huán)境其實(shí)頗為複雜，而TSN就是要因應(yīng)這樣的應(yīng)用環(huán)境而生。

圖四 : 以平臺化方案解決工程挑戰(zhàn)，將更有效率。

結(jié)語

目前IIoT仍在成形中，可望為市場帶來無窮的商機(jī)與技術(shù)機(jī)會。IIC、IEEE等組織，都正努力定義IIoT。這些組織正在積極收集使用案例，希望能深入了解最理想的的創(chuàng)新方式。工程師早就在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最前線實(shí)做系統(tǒng)，不過很多事仍然有待釐清，也還有很多待辦事項。只要與這些單位密切往來，定義未來，確保商務(wù)聚焦在創(chuàng)新，不只是整合，即可開始轉(zhuǎn)向模組化的平臺解決方案，迎接工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的時代來臨。而相關(guān)廠商，也不能只是想著要如何從IIoT市場搶一杯羹，而是更該以解決方案的提供者，來兼容更多不同的工具硬體才行。