工業4.0翻轉全球製造市場，面對這波智慧浪潮的衝擊，全球製造業開始制定相關策略，積極推動數位轉型，不過對多數製造業者而言，智慧化是全新概念，尤其做為智慧製造運作骨幹的工業物聯網(IIoT)，主要訴求IT與OT系統整合，兩套截然不同的系統必須密切連結，系統才能產生效益。工業物聯網重新定義了製造系統，唯有完整了解建置意義，才能充分掌握其功能設計走向與背後思維。

圖1 : 圖左至右為四零四科技(MOXA)亞太區事業處臺灣業務部副理林昌翰、全球行銷企劃處專員王晉聲、全球行銷企劃處專案經理陳建銘。(攝影／SmartAuto)

工業物聯網透過第一線機臺的全面聯網，完整擷取其運作數據，並傳送到後端系統，進行運算、分析，從而提升整體設備效率，並制定出最佳化生產策略。在此一願景的驅動下，全球製造業的工業物聯網布建速度加快，波士頓數據分析公司Lux Research在2018年初的報告預估，2020全球工業物聯網總產值將達過1,500億美元，所連結的設備會超過百億臺。然而如此龐大聯網設備所產生的龐大數據，將對製造業帶來嚴峻考驗，無論是設備或管理者都必須具有足夠智慧，才能將工業物聯網概念套用至企業的營運模式，為企業帶來絕佳效益。

建置工業物聯網的4大考量

工業物聯網所帶來的效益無庸置疑，不過導入仍有一定難度，四零四科技(MOXA)就指出，製造業者在建置系統時，必須特別注意4個問題。首先是「連結以往未連接設備的問題」，對企業來說，製造設備是最重要的生財器具，在購入成本與穩地度考量下，多數生產設備使用年限都相當久，但這些舊有設備未必具有與新系統相連的設計，而且在製造領域中，存在著不同的fieldbus通訊協定與標準, 而且這些通訊協定之間無法互通，必須使用橋接設備串接，但這往往會使得系統架構趨於複雜，影響其效率與穩定度。

第2個問題是「OT與IT領域的溝通問題」，OT與IT系統是製造業運作的兩大系統，OT系統主掌製造現場中的所有運作設備與機臺，此一系統的封閉性十足，無法連結到不支援私有通訊協定的設備與網路；IT系統則應用於管理端，其設備與功能都是日常可見，其開放性相當高。IT與OT雖是製造業的兩大系統，不過都各有其通訊技術，且兩者並不相容，但工業物聯網的主要訴求是IT與OT系統的整合，讓數據可以無縫的快速流動，因此這兩套系統如何緊密鏈結，會是必要課題。

第3個問題是「資料連網的網路備援(冗餘)需求」，打造工業物聯網系統時，會希望盡量納入旗下所有設備系統，讓架構達到最高完整度，不過網內的設備與系統越多，風險也會更高，單一節點的故障就可能影響到整體網路，要解決此一問題，管理者就必須充分了解網路通信需求，也必需考慮網路如遇到意外時的備援機制，才能降低工業物聯網因故障而停擺的機率，讓效益最大化。

圖2 : 工業物聯網已成為智慧製造的核心架構，其完整的架構將可協助管理者掌握製造設備訊息。(source:MOXA)

最後則是「從LAN為主到LAN/WAN融合的網路安全演進」，前文提到，OT系統過去是封閉式架構，並不與外界網路鏈結，IT則是完全開放，易受外來攻擊，而工業物聯網是製造業的運作骨幹，一旦受到攻擊導致停擺，將帶來巨大損失，而且風險不一定會來自外部，工業物聯網的體系龐大，若未設置授權節制，每一節點都可能自由進出存取資料，系統風險將會節節升高，因此如何在確保工業物聯網的資安，將會是建置者的嚴峻考驗。

完善解決方案 建立穩定系統

對於上述問題，四零四科技(MOXA)指出，可從幾個做法著手，在傳統設備與新系統的互連問題可選擇工業等級fieldbus閘道器，在將OT系統傳輸到IT系統前先行統一通訊協定，另外則是採用OPC UA架構，統一設備端通信的標準。此外也可使用具有處理功能、安全遠端通訊、簡化資料擷取的智慧閘道器，克服OT與IT的橋接問題。至於網路的穩定性，則可從網路頻寬與備援著手，降低故障停擺機率，最後的網路資安問題，可建立縱深防禦安全架構，用以保護個別區域與單位，同時也可將故障限縮在發生單位，不至於擴散到其他區域，至於網路內部的管控，四零四科技(MOXA)建議設立IEC 62443標準，此標準被視為保護工業網路設備的最佳標準，對工業自動化與眾系統的定義相當完整。

四零四科技(MOXA)指出，工業物聯網已成為智慧製造的核心架構，其完整的架構將可協助管理者掌握製造設備訊息，並透過上層的分析運算，達到智慧化願景，不過工業物聯網的建置需要完善考量與經驗，製造業者可借助外界專業廠商的力量，加快轉型速度，深化?身競爭力。