創(chuàng)建於1976年的國家儀器（NI），成立至今正好滿40週年。NI總裁、CEO暨共同創(chuàng)辦人Dr. James Truchard回顧著過去，NI以GPIB、LabVIEW 1.0等硬體架構(gòu)與軟體核心，建立出開放平臺的基礎(chǔ)、虛擬儀控等核心理念，都是在一步一步建構(gòu)完整的NI開放平臺與生態(tài)圈。

圖一 : 　NI創(chuàng)辦人James Truchard說，NI正一步一步建構(gòu)完整的開放平臺與生態(tài)圈。

以平臺建構(gòu)完整生態(tài)系

圖二 : 　NI全球行銷執(zhí)行副總裁Eric Starkloff指出，NI將持續(xù)以既有平臺為基礎(chǔ)，滿足各種應(yīng)用挑戰(zhàn)。

此外，NI於2000 年初提出LabVIEW RIO的概念，將FPGA與資料流處理做了更上一層樓的應(yīng)用，甚至基於 LabVIEW RIO發(fā)展出NI VST等測試儀器。針對Smart Devices，NI也提出更聰明的設(shè)計與測試方式，透過系統(tǒng)級（System-level）與元件級（Component-level）的設(shè)計與測試IP共用（Shared IP），能夠達到更有效的系統(tǒng)實現(xiàn)。而NI未來也將持續(xù)以這些既有的平臺為基礎(chǔ)，進一步滿足包括5G在內(nèi)的各種設(shè)計與不同產(chǎn)業(yè)的量測應(yīng)用挑戰(zhàn)。

事實上，NI的開放平臺已經(jīng)促成並加速許多領(lǐng)域的創(chuàng)新，例如LabVIEW FPGA應(yīng)用在CERN 發(fā)現(xiàn)上帝粒子、LabVIEW與PXI建構(gòu)的同步麥克風(fēng)陣列促成了波音787的降噪、或是NI的軟體無線電平臺加速了5G研究應(yīng)用於車聯(lián)網(wǎng)等。

平臺化的概念，在如今的產(chǎn)業(yè)中重要性已經(jīng)不言可喻。包括Google利用雲(yún)端服務(wù)與大數(shù)據(jù)發(fā)展自駕車、Uber建構(gòu)一個手機App平臺聯(lián)結(jié)駕駛與乘客、Apple在消費型電子產(chǎn)品上持續(xù)增強iOS平臺，並建構(gòu)出超過兩百萬個APPs的生態(tài)圈。這些公司之所以能夠持續(xù)創(chuàng)新的共同點，就在於透過開放式的平臺，吸引大量使用者和開發(fā)者，進一步建構(gòu)出龐大生態(tài)圈。在未來，供應(yīng)商不再只是開發(fā)一個產(chǎn)品，而是必須建構(gòu)出一個以軟體為核心的平臺，讓客戶彼此間合作，進而創(chuàng)造更完整的生態(tài)系統(tǒng)，推動產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。

NI在測試產(chǎn)業(yè)，一直都是扮演一個平臺提供者的角色。

NI的平臺架構(gòu)，均圍繞著以LabVIEW為中心的軟體核心。LabVIEW在過去三十年來，不停的投資與精進，造就出量測產(chǎn)業(yè)獨特的圖控式軟體核心。而為了提供使用者更好的系統(tǒng)穩(wěn)定度，LabVIEW 2016版也提升了穩(wěn)定性，並加入了『Channel Wires』的新功能，來提供併行迴圈間的資料傳遞能力，簡化整體佈線設(shè)計，更符合人們的思考方式。另外，LabVIEW 2016也加入了Python Scripts的整合能力。未來工程師，可以不需要再花過多時間於程式的編程上，而是可以將更多時間放在創(chuàng)新，讓世界能變得更好。

圖三 : Jeff Kodovsky回顧LabVIEW的過去、現(xiàn)在與未來，從30年前的LabVIEW開始，NI持續(xù)的一直在不斷的創(chuàng)新。雖然客戶的心聲，往往會反應(yīng)眼前想要改善的小功能，但LabVIEW研發(fā)團隊想把眼光放遠，並提供顛覆性的創(chuàng)新工具。

以軟體為核心 提供顛覆性創(chuàng)新工具

NI非常重視產(chǎn)品和平臺的創(chuàng)新，目前也正在積極投資許多嶄新的技術(shù)。NI的共同創(chuàng)辦人，又稱LabVIEW之父的Jeff Kodovsky，回顧LabVIEW的過去、現(xiàn)在與未來，從30年前的LabVIEW開始，NI持續(xù)的一直在不斷的創(chuàng)新。雖然客戶的心聲，往往會反應(yīng)眼前想要改善的小功能，但LabVIEW研發(fā)團隊想把眼光放遠，並提供顛覆性的創(chuàng)新工具。從1986年LabVIEW 1.0問世，2006年LabVIEW FPGA，到了現(xiàn)在LabVIEW 2016，LabVIEW走過了一段非常精彩的路，而未來更希望可以持續(xù)跟所有工程人員們一起持續(xù)成長。

而究竟NI希望提供給工程界的，是怎樣的一個平臺呢？NI全球研發(fā)副總裁Scott Rust提出了一個疑問，究竟怎樣才稱得上是一個平臺（platform）呢？難道冠上平臺的名字，它就是一個平臺了嗎？觀察Amazon或Apple對於平臺的定義，我們發(fā)現(xiàn)，一個平臺必須要有三大要素：包括Massive value（巨大的價值）、continually adapting（不斷的演進），以及vibrant ecosystem（充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)）。

當客戶選擇NI的時候，客戶並不是在買一個產(chǎn)品，而是決定長期投資NI的平臺。NI同時也呼應(yīng)了這樣的信任和需求，對於R&D的大量投資，也展現(xiàn)NI的決心和毅力。

NI技術(shù)總監(jiān)Jamie Smith認為，若要實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），TSN是個必須掌握的技術(shù)。目前OT（operation technology）和IT的網(wǎng)路是完全切開的，因為OT的網(wǎng)路通訊不能容許任何延遲。不過同時，這也造成了部署OT網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的大量成本，因為不能夠重複利用現(xiàn)有IT的網(wǎng)路架構(gòu)。因此，如果能夠?qū)T與OT融合，將可以在基礎(chǔ)設(shè)施的佈建上，省下很多時間與成本。

目前TSN的應(yīng)用領(lǐng)域包含分散式智慧電網(wǎng)、自動化機臺，與車用元件測試等應(yīng)用。NI也和Cisco與Intel一同打造了世界第一個TSN測試臺（test bed），並且是以LabVIEW & CompactRIO為基礎(chǔ)。

圖四 : 　NI以CompactRIO為不同產(chǎn)業(yè)提供強大的嵌入式工具。

平臺三大要素：開放、彈性與客製

平臺化的解決方案，已經(jīng)是近年來的潮流。NI也一直致力於發(fā)展平臺化解決方案，並做出與競爭對手間的差異化特性。只是，在平臺氾濫的今日，儘管許多解決方案供應(yīng)商都推出平臺式方案，但並非所有廠商的平臺，都可以稱得上是平臺，畢竟還是必須符合某些條件，才能真正撐得上是一個平臺方案。

從NI的觀點，平臺方案的第一個要件，就是必須是開放式架構(gòu)，並且具有彈性，才能稱得上是一個平臺。而第二個要件是，平臺也必須要能由客戶來自己進行客製化設(shè)計，而不能只由廠商來定義平臺功能，因為這樣就顯得毫無彈性可言。畢竟客戶需要什麼功能，還是客戶本身最為清楚。當一個開放又具備彈性的工具，讓客戶可以自行客製化，成為工程問題解決方案的時候，才能夠稱得上是一個平臺。

NI認為，工程系統(tǒng)都具備軟硬體，而以軟體為核心，將更能滿足未來所需。相較於過去以大型機箱式的硬體核心平臺的概念，以軟體為核心的架構(gòu)，將更能為客戶提供使用上的彈性。軟體核心更能夠因應(yīng)問題而變化，並且解決未來的工程問題。畢竟在不久未來，將會出現(xiàn)更多需要解決的工程問題，而且問題也越來越複雜，透過一個彈性的軟體核心，就不需要擔心這些即將可能發(fā)生的挑戰(zhàn)。

NI為了提高平臺的差異化，也將六個工程元素帶入了平臺之中，包括人機介面、I/O整合、不同處理模式、CPU、FPGA、時脈控制等。儘管許多平臺供應(yīng)商也都聲稱他們具備這樣的功能性元素，但NI的平臺提供客戶自行選擇這些元素的彈性，讓客戶依據(jù)自己需求，當需要某一項元素的時候，就可以加入到平臺上，並整合成系統(tǒng)。這些元素之間，彼此互不干擾，可以相互合作。

而除了這六大基本元素之外，外圍還伴隨著整個生態(tài)社群，包含NI的系統(tǒng)工程師、即時技術(shù)支援、合作夥伴，以及所有正在使用NI工具的使用者們。透過這些社群中每一份子，來分享彼此的範例程式組合，這更是NI所提供的全新平臺價值。以六大工程元素圍繞著軟體核心，外圍並有豐富的生態(tài)系統(tǒng)，不僅做出平臺的差異化，更提供客戶更大的使用彈性。

對於軟體核心，NI在LabVIEW的發(fā)展一直不遺餘力。每年LabVIEW的發(fā)表都是重頭戲。而今年更是不例外，LabVIEW 2016最新版本，有助於工程師簡化開發(fā)，並有效整合生態(tài)系統(tǒng)的軟體至個別系統(tǒng)。最新版LabVIEW提供全新通道接線，可用於簡化程式碼在平行區(qū)段間的複雜通訊。此通道接線方法適用於桌上型與Real-Time版 LabVIEW，能夠提升程式碼的可讀性並縮減開發(fā)時間。

LabVIEW使用者所創(chuàng)造的成果，大多仰賴產(chǎn)品本身的開放性與支援產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)。 LabVIEW 2016也延續(xù)同樣的概念，提升了與Python和第三方裝置的互通性。這樣的開放性搭配其他新功能，使得程式碼的開發(fā)與佈署作業(yè)更加流暢，並進一步提升了使用者的產(chǎn)能。

圖五 :

NI：串聯(lián)IT與OT 將TSN應(yīng)用領(lǐng)域最大化

IOT的發(fā)展，單靠著單一廠商是無法獨立運作的，需要許多廠商同時來參與其中，才能順利邁開步伐。因此，NI已經(jīng)開始與許多業(yè)界廠商合作，提供Testbed（測試臺），也就是一個完整的參考架構(gòu)。這種Time Sensitive Networking（TSN）的先期技術(shù)平臺，是長期支援開發(fā)同步化與通訊作業(yè)的全新標準技術(shù)。

目前NI提供的測試臺，包括有針對智慧型生產(chǎn)的測試臺，以及針對通訊與控制的分散式應(yīng)用。在Cisco和Intel的協(xié)力合作之下，NI能夠協(xié)助客戶打造分散式系統(tǒng)，並針對分散式控制與量測迴圈，執(zhí)行同步化I/O、程式碼與精確的通訊作業(yè)，而這些作業(yè)都能在乙太網(wǎng)路上完成。

國家儀器嵌入式系統(tǒng)部門總監(jiān)James Smith指出，在跟不同性質(zhì)的廠商合作的過程中，NI將自己視為是IT（Information technology）與OT（Operation technology）技術(shù)結(jié)合的一個橋樑。因為，很少有公司是同時瞭解OT量測與IT的網(wǎng)路設(shè)備與架構(gòu)。要同時擁有IT與OT兩種不同領(lǐng)域知識的公司少之又少，但NI卻擁有這樣的能力。因此NI也自詡能夠扮演IT與OT之間的橋樑角色，將更強大的運算能力，提供給IOT的不同應(yīng)用場合。

圖六 : 國家儀器嵌入式系統(tǒng)部門總監(jiān)James Smith指出，在跟不同性質(zhì)的廠商合作的過程中，NI將自己視為是IT與OT技術(shù)結(jié)合的一個橋樑。

放眼目前最熱門的5G議題，James Smith認為，5G與TSN不會完全整合，因為兩者分屬無線與有線通訊，在使用條件上畢竟有其差異。對於工業(yè)控制來說，需透過有線網(wǎng)路來提供更高的穩(wěn)定度，畢竟穩(wěn)定度正是工業(yè)控制環(huán)境最重要的條件。儘管5G與Massive MINO這類應(yīng)用，目前都是屬於消費性市場，但如果哪一天5G在其穩(wěn)定性與延遲等規(guī)格上能有大幅度的改善，在未來的確有機會可以讓TSN這類架構(gòu)走向無線化的無線工控網(wǎng)路應(yīng)用。

由於IOT應(yīng)用範圍十分廣泛，使得系統(tǒng)複雜度也不斷提高。James Smith對此表示，LabVIEW正是用於簡化系統(tǒng)複雜度的軟體平臺。特別針對未來的IOT發(fā)展及其複雜度的挑戰(zhàn)，都可以透過LabVIEW來解決這些系統(tǒng)層級的複雜挑戰(zhàn)。LabVIEW不僅可縮短擷取大量數(shù)據(jù)所需耗用的時間，且新版的LabVIEW也可透過系統(tǒng)架構(gòu)圖來描繪出不同的系統(tǒng)元件，再將系統(tǒng)元件與編程環(huán)境相互結(jié)合，如此一來，許多系統(tǒng)的輔助資料，都可以與程式碼同時檢視，這樣的過程，就可以簡化許多IOT開發(fā)的複雜度。

事實上，IOT雖然能為工業(yè)環(huán)境帶來更高的效率，但成本卻往往都是業(yè)者的首要考量。James Smith以美國電力公司Duke Energy為例，說明這個電力公司在美國還有很多傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備，例如火力發(fā)電廠。這些舊的廠房設(shè)備，只要加裝一些監(jiān)控儀器如CompactRIO，並透過NI的分析能力，就可以提供這些廠商更好的洞察力，讓業(yè)者能瞭解哪些設(shè)備是不堪用的。

與其將整批舊設(shè)備全部汰換，不如透過資料的擷取，來分析出哪些設(shè)備是應(yīng)該要被優(yōu)先汰換的，如此更能節(jié)省龐大開支。小巧且堅固耐用的CompactRIO，非常適合在工業(yè)生產(chǎn)的惡劣環(huán)境中進行監(jiān)控並擷取數(shù)據(jù)，當然也可以進行進階的快速控制等工作。

NI的平臺應(yīng)用十分廣泛，客戶群也十分多元。James Smith認為，這主要是因為不同應(yīng)用領(lǐng)域的客戶，使用了NI的平臺之後，自然而然引導(dǎo)了NI往不同的領(lǐng)域去發(fā)展。NI的角色，一直都是持續(xù)讓現(xiàn)有的平臺發(fā)展更完整、更豐富、更容易使用，讓NI的客戶，能將這些工具平臺，持續(xù)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域中。（科技日報 王岫晨）