工業(yè)史上過去的三次革命，雖然都是透過新技術(shù)的引進(jìn)提升生產(chǎn)效能，不過這些新改變都仍固封於OT系統(tǒng)內(nèi)，並未與OT以外的系統(tǒng)有所連結(jié)、整合，1990年代，IT技術(shù)開始蓬勃發(fā)展，各類產(chǎn)品與應(yīng)用快速浮現(xiàn)，2011年德國喊出的工業(yè)4.0，核心概念就是整合IT與OT兩大系統(tǒng)，最大化OT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)價(jià)值，而在IT與OT的整合中，工業(yè)通訊扮演了數(shù)據(jù)與資訊傳遞的重要角色。

工業(yè)乙太網(wǎng)路技術(shù)成熟

OT與IT的整合概念是從2011年的工業(yè)4.0啟動(dòng)，但在這之前，工業(yè)市場就已有大量的工業(yè)乙太網(wǎng)路產(chǎn)品。就架構(gòu)來看，過去的自動(dòng)化製造系統(tǒng)只分為現(xiàn)場層與控制層，而現(xiàn)場總線就做為這兩層之間的訊息傳遞橋梁，然而若就效率面來看，只有現(xiàn)場層（Field Level）與控制層（Control Level）的自動(dòng)化架構(gòu)，其效率已達(dá)飽和，要提升附加價(jià)值，必須再擴(kuò)大系統(tǒng)層次。

圖1 : 在自動(dòng)化領(lǐng)域，工業(yè)乙太網(wǎng)路技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品早已成熟，智慧製造趨勢出現(xiàn)後，此技術(shù)更受業(yè)界的重視。（source：Design World）

在此概念下，長期以來在消費(fèi)端的IT技術(shù)被沿用到工業(yè)領(lǐng)域，整體架構(gòu)也多了作業(yè)層（Operation level）、管理層（Management level），其中作業(yè)層負(fù)責(zé)整合控制端設(shè)備，管理層則是企業(yè)使用已久的MES或ERP等e化軟體，由於作業(yè)層、管理層採用IT架構(gòu)，工業(yè)總線（Fieldbus）無法與之鏈接，必須採用乙太網(wǎng)路串聯(lián)。

不過，自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)的擴(kuò)展也讓通訊標(biāo)準(zhǔn)成為問題，現(xiàn)場層、控制層使用現(xiàn)場總線，作業(yè)層、管理層使用乙太網(wǎng)路，要使這四層成為一體，也就是所謂的OT與IT整合，彼此之間的通訊必須能互連，在此狀況下，就出現(xiàn)了專門生產(chǎn)各種橋接器的廠商，此類橋接器讓現(xiàn)場總線得以與上層的乙太網(wǎng)路鏈結(jié)。

如果從供應(yīng)商的角度來看，這也是因?yàn)楣I(yè)領(lǐng)域中，各自動(dòng)化大廠堅(jiān)持各擁其現(xiàn)場總線規(guī)格的紛亂型式，造就了臺(tái)灣工業(yè)通訊廠商的競爭優(yōu)勢。

要解決OT與IT系統(tǒng)的通訊問題，除了臺(tái)灣廠商提出的各種橋接產(chǎn)品外，制定各種線場總線的廠商也紛紛提出解決方案，不過與臺(tái)灣廠商不同的是，這些原廠的方案是不再使用現(xiàn)場總線，而將乙太網(wǎng)路直接貫穿到OT系統(tǒng)，也就是所謂的工業(yè)乙太網(wǎng)路，像是西門子的PROFINET、洛克威爾的EtherNet/IP、三菱的CC-Link IE…等。

乙太網(wǎng)路過去在工業(yè)控制的應(yīng)用瓶頸主要來自於即時(shí)性不足，由於乙太網(wǎng)路的封包為隨機(jī)碰撞，無法預(yù)期下次的碰撞時(shí)間，因此在傳遞時(shí)間上會(huì)有所延遲，為了改善此一問題，各廠商紛紛找出解決方式，例如PROFINET就是重新制定封包型態(tài)，並於頻寬中切割出一條控制封包專用頻帶，讓此封包不再採碰撞式傳遞，而達(dá)到自動(dòng)控制系統(tǒng)的即時(shí)要求。

工業(yè)乙太網(wǎng)路解決了新世代製造系統(tǒng)不同層次之間的隔閡問題，除了減少以往需另購的橋接成本外，也透過單一通訊標(biāo)準(zhǔn)，讓系統(tǒng)整合更為緊密，不過工業(yè)乙太網(wǎng)路架構(gòu)會(huì)否取代現(xiàn)場總線，成為工業(yè)系統(tǒng)的唯一標(biāo)準(zhǔn)？未來變化難以預(yù)料，不過目前看來仍不可行。

現(xiàn)場總線仍是必要 化繁為簡建構(gòu)智慧產(chǎn)線

長期專注工業(yè)通訊的四零四科技工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案處市場亞太區(qū)事業(yè)處開發(fā)經(jīng)理林昌翰也同意此一看法，他指出生產(chǎn)設(shè)備是製造業(yè)的生財(cái)器具，當(dāng)初購入成本都非常高，因此不可能因?yàn)樾赂拍钆d起就整批重置換新。

圖2 : 四零四科技工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案處市場亞太區(qū)事業(yè)處開發(fā)經(jīng)理林昌翰指出，四零四的NPort，因應(yīng)自動(dòng)化市場的變化，規(guī)格與架構(gòu)也與時(shí)俱進(jìn)，不斷推出新功能。（圖片／四零四科技提供）

一般做法是依需求逐步添購新設(shè)備，這也讓新舊設(shè)備共用成為製造現(xiàn)場的常態(tài)，而產(chǎn)線中的儀表與部分設(shè)備，序列式標(biāo)準(zhǔn)仍是最穩(wěn)定可靠的通訊技術(shù)，因此透過橋接方式將現(xiàn)場紛亂的序列式通訊標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的OT標(biāo)準(zhǔn)或乙太網(wǎng)路，仍是目前最方便可行的方式。

臺(tái)灣西門子數(shù)位工業(yè)資深產(chǎn)品經(jīng)理林瑞媛的看法也與林昌翰一致，她以PROFIBUS和PROFINET為例指出，即便PROFINET現(xiàn)在已成為市場占有率最高的工業(yè)乙太網(wǎng)路通訊標(biāo)準(zhǔn)，不過在製造現(xiàn)場，PROFINET仍難取代PROFIBUS，由此來看，現(xiàn)場總線與工業(yè)乙太網(wǎng)路在可見的未來仍會(huì)共存，不致於出現(xiàn)後者取代前者的狀況。

圖3 : 臺(tái)灣西門子數(shù)位工業(yè)資深產(chǎn)品經(jīng)理林瑞媛表示，西門子的自動(dòng)化產(chǎn)品線完整，可協(xié)助業(yè)者建置出品質(zhì)與期望相符的智慧化產(chǎn)品。（攝影／王明德）

因此，在舊設(shè)備仍是製造現(xiàn)場主流的狀態(tài)下，克服既有產(chǎn)線中不同規(guī)格現(xiàn)場總線，是導(dǎo)入智慧製造的最大難題，對(duì)此，林瑞媛建議可將通訊總線分層歸類，先簡化後再重整，以利於整體系統(tǒng)的運(yùn)作與維護(hù)。

至於在產(chǎn)品與架構(gòu)選擇方面，林昌翰與林瑞媛都指出，工業(yè)通訊發(fā)展多年，技術(shù)都已經(jīng)到位，因此製造商不必?fù)?dān)心產(chǎn)品是否成熟可用，只需考量本身需求，選擇合適架構(gòu)即可。

聚焦工業(yè)通訊 四零四產(chǎn)品彈性與效益十足

就目前市場選擇來看，工業(yè)通訊產(chǎn)品的供應(yīng)商分為兩類，一類是專注於工業(yè)通訊產(chǎn)品的廠商，四零四科技則是此一領(lǐng)域的翹楚，這類型廠商的產(chǎn)品策略是針對(duì)不同現(xiàn)場總線規(guī)格與工業(yè)乙太網(wǎng)路，推出各種通訊設(shè)備，協(xié)助廠商構(gòu)建出整體現(xiàn)代工業(yè)通訊網(wǎng)路架構(gòu)。

由於工業(yè)系統(tǒng)訴求穩(wěn)定，所使用的產(chǎn)品都必須通過長期的市場檢驗(yàn)，因此這類型廠商的解決方案都已經(jīng)過市場驗(yàn)證，林昌翰以四零四科技的NPort為例，這系列產(chǎn)品在十幾年前就已推出，因應(yīng)自動(dòng)化市場的變化，此款產(chǎn)品也不斷與時(shí)俱進(jìn)，不斷推出新功能。

整體而言，這種聚焦於工業(yè)通訊的廠商，其產(chǎn)品特色是穩(wěn)定、靈活、效能等特色兼具，可以因應(yīng)廠商的不同需求，組建出合身的通訊架構(gòu)。至於與外部廠商的合作，工業(yè)通訊業(yè)者的腳步也都相當(dāng)積極，像是四零四科技就可與微軟的Azure公有雲(yún)鏈接，協(xié)助資源有限製造業(yè)建構(gòu)起完整的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

除了雲(yún)端平臺(tái)這類的基礎(chǔ)架構(gòu)外，在IT端四零四科技與國內(nèi)系統(tǒng)整合大廠精誠資訊是聯(lián)盟夥伴，林昌翰表示，精誠資訊以IT技術(shù)見長，四零四科技則以O(shè)T為主，雙方合作可以發(fā)揮更大的戰(zhàn)力。

完整產(chǎn)品布局 西門子讓產(chǎn)線效益不打折扣

第二類工業(yè)通訊產(chǎn)品供應(yīng)商是西門子、洛克威爾、三菱這種全球等級(jí)的自動(dòng)化大廠，這類型大廠的產(chǎn)品線完整且規(guī)格統(tǒng)一，可以協(xié)助製造業(yè)者如期如質(zhì)的完成系統(tǒng)建置。

相較於第一類廠商，自動(dòng)化大廠的工業(yè)通訊設(shè)備單價(jià)較高，因此規(guī)模不大的製造業(yè)者過去選擇此類產(chǎn)品的意願(yuàn)並不高，不過林瑞媛指出，製造業(yè)成本不能只看單一設(shè)備的價(jià)位，必須從整條產(chǎn)線甚至是企業(yè)布局的角度評(píng)估，在智慧製造時(shí)代更是如此。她進(jìn)一步表示，製造系統(tǒng)的成本不僅止於設(shè)備購入價(jià)格，還要包括設(shè)備導(dǎo)入時(shí)的效益調(diào)整、導(dǎo)入後的維修、企業(yè)成長後的產(chǎn)線擴(kuò)建等，如果納入這些未來將會(huì)產(chǎn)生的成本，大廠的產(chǎn)品投資效益反而更高。

林瑞媛以多廠牌產(chǎn)品系統(tǒng)整合和使用單一大廠產(chǎn)品相比較，多廠牌產(chǎn)品必須耗費(fèi)大量時(shí)間與人力資源整合，在整合過程中，不同廠牌的設(shè)備也有可能因?yàn)楸仨毐舜诉w就調(diào)整，導(dǎo)致效能打折。另外，由多方設(shè)備整合的系統(tǒng)都屬於客製化架構(gòu)，當(dāng)製造業(yè)有擴(kuò)廠需求時(shí)，原有的系統(tǒng)架構(gòu)也不容易複製。以上這些都是製造業(yè)者在選擇系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)必須考量的重點(diǎn)。

調(diào)整心態(tài)與做法 完善規(guī)劃智慧轉(zhuǎn)型策略

除了架構(gòu)選擇之外，導(dǎo)入前的規(guī)劃更是決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，智慧製造系統(tǒng)的通訊架構(gòu)龐雜，導(dǎo)入時(shí)的各項(xiàng)細(xì)節(jié)都要注意，不過要順利介接IT與OT系統(tǒng)，讓效益可以如預(yù)期浮現(xiàn)，導(dǎo)入前的規(guī)劃更是重點(diǎn)，這方面的規(guī)劃包括整個(gè)領(lǐng)導(dǎo)階層與執(zhí)行人員的心態(tài)調(diào)整、企業(yè)組織變革、外部資源整合與不同期程的目標(biāo)規(guī)劃等。

因應(yīng)智慧化趨勢，製造業(yè)的轉(zhuǎn)型布局越來越積極，只是智慧製造的概念與之前製造系統(tǒng)不同，許多製造業(yè)者的作法與心態(tài)未能與時(shí)俱進(jìn)，導(dǎo)致系統(tǒng)的建置困難且時(shí)程拉長，因此導(dǎo)入前第一步是領(lǐng)導(dǎo)者必須調(diào)整心態(tài)。智慧化是製造業(yè)永續(xù)發(fā)展的必要策略，同時(shí)牽動(dòng)企業(yè)內(nèi)部IT與OT兩大區(qū)塊系統(tǒng)，領(lǐng)導(dǎo)階層不能只是當(dāng)作公司內(nèi)部新設(shè)備的導(dǎo)入，必須視為企業(yè)整體營運(yùn)目標(biāo)，擘劃出不同期程的建置目標(biāo)與步驟，並將這些規(guī)劃在公司內(nèi)透明化，讓所有人員知道每一步驟與背後的意義，內(nèi)部員工的抗拒心態(tài)就能有效降低；此外以大面向策略推動(dòng)，也有利於轉(zhuǎn)型腳步調(diào)整與效益浮現(xiàn)期的掌握。

成立跨部門組織 領(lǐng)導(dǎo)者需調(diào)整思維與做法

除了完整的規(guī)劃外，領(lǐng)導(dǎo)者的另一個(gè)必要?jiǎng)幼魇怯H身參與，不同於過往新設(shè)備、新系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)，都由IT或OT等特定部門負(fù)責(zé)，智慧製造所涉及的部門不僅是資訊與製造，業(yè)務(wù)甚至財(cái)會(huì)等部門都與之有關(guān)，要溝通不同部門的利益需求與職責(zé)，就必須由領(lǐng)導(dǎo)階層出面，成立專責(zé)轉(zhuǎn)型的跨部門平臺(tái)，在此平臺(tái)中釐清各部門的痛點(diǎn)與需求，並彼此協(xié)調(diào)找出可行的解決方式，如此才能建構(gòu)出合於企業(yè)需求的智慧化平臺(tái)，讓系統(tǒng)效益如預(yù)期浮現(xiàn)。

**刊頭圖（source：Blumenbecker）