工業(yè)4.0浪潮席捲全球，即將改變製造業(yè)未來的面貌，其中串聯(lián)製造系統(tǒng)各層面的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，更被視為製造業(yè)未來的營(yíng)運(yùn)骨幹，在工業(yè)4.0概念中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必須連結(jié)IT與OT兩大系統(tǒng)，讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)可無縫串流將價(jià)值最大化，不過對(duì)多數(shù)製造業(yè)者來說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是全新觀念與架構(gòu)，感覺仍相當(dāng)陌生，若要從頭到尾自行導(dǎo)入恐怕力有未逮。對(duì)此臺(tái)灣歐姆龍攜手宏碁雲(yún)架構(gòu)，打造出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，讓製造業(yè)者可以快速導(dǎo)入，透過數(shù)位轉(zhuǎn)型厚植企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

OT與IT整合帶來嚴(yán)苛挑戰(zhàn)

臺(tái)灣歐姆龍顧客服務(wù)部部長(zhǎng)杜英隆指出，製造業(yè)向來是專業(yè)度相當(dāng)高的領(lǐng)域，其OT（Operational Technology）自動(dòng)化產(chǎn)品，包含感測(cè)器、控制器、HMI、驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)元件…等超過20萬種控制元件。由於效能與良率是製造業(yè)最重要的指標(biāo)，因此系統(tǒng)對(duì)這些物件的精準(zhǔn)度、即時(shí)性、穩(wěn)定性皆具高度要求。而也因?yàn)閷I(yè)度高，架構(gòu)與其他系統(tǒng)差異較大，過去OT系統(tǒng)多為封閉式架構(gòu)，並不容易與外界系統(tǒng)鏈結(jié)，這也造成所謂的資訊孤島效應(yīng)，機(jī)臺(tái)之間的資訊情報(bào)整合相當(dāng)困難。

圖1 : 臺(tái)灣歐姆龍顧客服務(wù)部部長(zhǎng)杜英隆指出，效能與良率是製造業(yè)最重要的指標(biāo)。NX1系列機(jī)械自動(dòng)控制器標(biāo)準(zhǔn)搭載OPC-UA、Database連結(jié)機(jī)能。（攝影╱林鼎皓）

後期因機(jī)聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，設(shè)備之間開始透過資訊情報(bào)整合，讓管理者可以隨時(shí)掌握生產(chǎn)線中各機(jī)臺(tái)的運(yùn)作狀況。不過到此為止，這仍屬於自動(dòng)化技術(shù)的範(fàn)疇，2011年德國政府開始推動(dòng)工業(yè)4.0概念，並延伸出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，此架構(gòu)的核心作法是將機(jī)聯(lián)網(wǎng)與IT系統(tǒng)整合，讓OT端的設(shè)備訊息可以上傳至IT系統(tǒng)儲(chǔ)存、演算與分析，再將演算結(jié)果反饋至生產(chǎn)線來達(dá)到智慧製造願(yuàn)景。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的延伸應(yīng)用，除了物聯(lián)網(wǎng)之外，在2017年在IT領(lǐng)域重新啟動(dòng)的人工智慧（AI），也迅速與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，完成智慧化應(yīng)用的最後一塊拼圖。杜英隆表示，AI在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與一般物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)不同，由於製造系統(tǒng)對(duì)即時(shí)性的要求極高，傳統(tǒng)的集中式運(yùn)算架構(gòu)難以滿足其需求，因此工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的作法會(huì)是將運(yùn)算能力平均分配，除了後端平臺(tái)的主要處理器外，終端設(shè)備的邊緣運(yùn)算能力（Edge Computing）也會(huì)被強(qiáng)化，前後端的運(yùn)算單元各司其職，前端負(fù)責(zé)處理即時(shí)性高的運(yùn)算，後端則作為長(zhǎng)期的資料分析。

就此架構(gòu)來看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已可為製造業(yè)者架起初步的智慧製造系統(tǒng)，不過對(duì)多數(shù)製造業(yè)者來說，這畢竟是全新的概念與做法，因此建置系統(tǒng)時(shí)必須借助業(yè)界的專業(yè)，杜英隆表示，這也是臺(tái)灣歐姆龍與宏碁雲(yún)架構(gòu)攜手合作的主要原因。

AIOT讓業(yè)者快速架構(gòu)工業(yè)4.0系統(tǒng)

歐姆龍是自動(dòng)化零組件製造大廠，不但擁有豐沛的OT專業(yè)知識(shí)，可提供製造業(yè)最完整的工業(yè)解決方案。宏碁雲(yún)架構(gòu)則是國際知名的專業(yè)IT廠商，提供機(jī)房、備援、雲(yún)端、大數(shù)據(jù)等服務(wù)，不但在IT產(chǎn)業(yè)擁有極高知名度，其產(chǎn)品也廣布各應(yīng)用領(lǐng)域，透過OT 與IT兩大領(lǐng)域巨頭的合作，就打造出最完整的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

圖2 : 歐姆龍是自動(dòng)化大廠，旗下的OT產(chǎn)品種類超過20萬種。（攝影／SmartAuto）

此一歐姆龍與宏碁雲(yún)架構(gòu)（eDC）合作的解決方案稱為「AIOT」，除了有AI＋I(xiàn)oT的意涵外，也是「Acer Intelligence OMROM Technology」的意思。杜英隆指出，在此解決方案中，歐姆龍?zhí)峁┝薕T端的輸出入元件與各種裝置，透過控制應(yīng)用組件擷取設(shè)備資訊，並將其上傳至具有邊緣運(yùn)算能力的中繼平臺(tái)，讓平臺(tái)分析數(shù)據(jù)可視化，平臺(tái)經(jīng)過分析學(xué)習(xí)後，再以固定模型的演算法運(yùn)算出的關(guān)鍵參數(shù)，並發(fā)出指令給控制器，完成底層設(shè)備的智慧化運(yùn)作。

圖3 : 歐姆龍攜手宏碁雲(yún)架構(gòu)團(tuán)隊(duì)，打造出整合OT與IT的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案。（攝影／SmartAuto）

在此運(yùn)作系統(tǒng)中，所有OT設(shè)備都透過各種工業(yè)網(wǎng)路型態(tài)將訊息傳送到Sysmac NJ/NX Database控制器，此控制器再連結(jié)到宏碁雲(yún)架構(gòu)的SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)，並由SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)顯示資訊達(dá)到可視化效果。宏碁雲(yún)架構(gòu)產(chǎn)品經(jīng)理蔡錫霖指出，SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)匯集OT設(shè)備端的各種訊息，透過儀表板、報(bào)表、告警（email, SMS, LINE推播）等功能，讓管理者可即時(shí)掌握生產(chǎn)線的所有狀態(tài)。

為貼近製造系統(tǒng)的應(yīng)用需求，SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)設(shè)計(jì)了即時(shí)狀態(tài)與長(zhǎng)時(shí)分析的功能，在即時(shí)狀態(tài)部分，諸如設(shè)備的耗電量、馬達(dá)或伺服驅(qū)動(dòng)器的溫度值，或是機(jī)臺(tái)即時(shí)產(chǎn)量、稼動(dòng)率、良率等。

在長(zhǎng)時(shí)趨勢(shì)分析部分，則是呈現(xiàn)設(shè)備累積的紀(jì)錄數(shù)據(jù)，像是機(jī)器手臂吸取物件時(shí)的負(fù)壓值、不同設(shè)備的耗電比、馬達(dá)的震動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)等。管理者除可從這些長(zhǎng)時(shí)數(shù)值看到設(shè)備的變化，SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)也提供了時(shí)戳（Timestamp）工具，使用者正確地進(jìn)行複數(shù)情報(bào)的分析，釐清設(shè)備的運(yùn)作狀況，並可實(shí)現(xiàn)預(yù)知保養(yǎng)功能。使用者亦可自行於SAFE OT雲(yún)端平臺(tái)設(shè)定各種要件，例如同時(shí)比對(duì)伺服馬達(dá)的扭力、速度、位置等數(shù)值曲線，了解設(shè)備在各時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)作狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)校出最佳化模式。

就如前文提到，對(duì)多數(shù)廠商來說工業(yè)4.0與智慧製造都是全新的概念，不但原本OT端的設(shè)備必須全面聯(lián)網(wǎng)，還要與IT系統(tǒng)對(duì)接。由於是全然陌生領(lǐng)域，也不知道導(dǎo)入後的成效是否真如預(yù)期？對(duì)此，杜英隆表示，OMRON近期推出的NX1系列機(jī)械自動(dòng)化控制器，同時(shí)搭載OPC-UA、Database連結(jié)、MODBUS-TCP等通信功能，可提供ILOR+S整合應(yīng)用完美的解決方案。另外，機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)化過程中最容易被忽略的安全防護(hù)機(jī)制，OMRON也將其融合於機(jī)械自動(dòng)化控制，可讓使用者也可以從雲(yún)端平臺(tái)掌握機(jī)械安全狀況。透過這樣的整合服務(wù)方案來協(xié)助製造業(yè)快速建構(gòu)出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，讓業(yè)者先大幅簡(jiǎn)化且縮短導(dǎo)入時(shí)間。管理者可依需求找到合適選項(xiàng)，打造出最適化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。

註：ILOR+S為OMRON自動(dòng)化控制事業(yè)商品群簡(jiǎn)稱，Input（輸入元件）/Logic（邏輯控制器）/Output（驅(qū)動(dòng)元件）/Robot（機(jī)器人）/Safety（安全元件）