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    前言

    智慧工廠多立基于工業(yè)4.0 (Industry 4.0)，其精髓在于透過(guò)網(wǎng)絡(luò)延伸極大化，促進(jìn)工廠自動(dòng)化、遠(yuǎn)端監(jiān)控制程，以確保生產(chǎn)作業(yè)順暢甚至進(jìn)一步整合生管、物管及倉(cāng)管資訊，及時(shí)排配產(chǎn)能；在藉由網(wǎng)絡(luò)互通資訊的過(guò)程中，如何廣布感測(cè)器，持續(xù)匯集生產(chǎn)運(yùn)作狀態(tài)數(shù)據(jù)，乃至于藉由大數(shù)據(jù)分析以優(yōu)化生產(chǎn)決策，皆屬于必要環(huán)節(jié)。

    制造廠商打造智慧工廠，務(wù)須循序推動(dòng)工業(yè)通訊IP化，新漢網(wǎng)絡(luò)通訊事業(yè)部產(chǎn)品規(guī)劃處協(xié)理劉宏益指出，如何建立有效的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)通訊模式與資訊安全防護(hù)機(jī)制，是廠商需注意的重大課題。

    工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò) 彈性應(yīng)變通訊需求

    環(huán)顧傳統(tǒng)工廠通訊架構(gòu)，資料交換走的是回路交換(Circuit Switching)模式，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間需建立專屬的實(shí)體線路。其缺點(diǎn)為線路頻寬固定，有頻寬浪費(fèi)之虞；頻寬無(wú)法與各節(jié)點(diǎn)分享，線路效率差；布線盤(pán)根錯(cuò)節(jié)、耗時(shí)費(fèi)工，后續(xù)養(yǎng)護(hù)成本負(fù)擔(dān)重。反觀工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的通訊架構(gòu)，采用分封包交換技術(shù)(Packet Switching)，以動(dòng)態(tài)的方式分配虛擬線路，支援多工傳輸，可容許大量節(jié)點(diǎn)共享網(wǎng)絡(luò)資源，并且可設(shè)定傳輸優(yōu)先順序，因此線路效率高，配線施工、維護(hù)管理、除錯(cuò)等復(fù)雜性問(wèn)題更是急遽大降。

    以遠(yuǎn)端監(jiān)控為例，傳輸資料種類可能涉及感測(cè)器讀數(shù)、制造參數(shù)、光學(xué)檢測(cè)影像、即時(shí)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面等等，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的線路分配、頻寬與線路效率皆具彈性，更能有效協(xié)助管理者即時(shí)掌握各工廠內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，進(jìn)而藉由數(shù)值變化預(yù)先察覺(jué)異常前兆，以利聚焦問(wèn)題點(diǎn)預(yù)先排除障礙。

    不可違言的是，工廠現(xiàn)今仍充斥大量序列通訊裝置，另交錯(cuò)著PROFINET、DeviceNet、EtherNet/IP、EtherCAT等多種網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)定，放諸整體生產(chǎn)作業(yè)，這些設(shè)定或協(xié)定，依然有其關(guān)鍵性，不可能一夕全面置換。劉宏益建議，廠商可循序漸進(jìn)，部署工藝以太網(wǎng)交換機(jī)，一來(lái)可打破僵固的傳統(tǒng)通訊架構(gòu)，使工廠坐享優(yōu)質(zhì)的傳輸效率，二來(lái)則填補(bǔ)工廠底層控制層網(wǎng)絡(luò)與工廠內(nèi)網(wǎng)間的斷層，建立起必要的工廠管理機(jī)制。

    VPN、工業(yè)防火墻 資安攻防雙法寶

    劉宏益不忘提醒，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)世界，無(wú)可避免將面對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊，應(yīng)布建資安攻防雙法寶-虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VPN)解決方案和工業(yè)防火墻，藉以杜絕安全威脅。其中工業(yè)防火墻旨在守護(hù)工廠設(shè)備，VPN則用以加解密安全通道，避免資訊在傳輸過(guò)程中遭竊聽(tīng)或篡改，進(jìn)而提升遠(yuǎn)端存取的安全性。

    值得一提的是，盡管市場(chǎng)不乏商用VPN與防火墻，然其與工控領(lǐng)域所需防護(hù)能力與耐受力不同。例如工業(yè)防火墻必須具備進(jìn)階的狀態(tài)檢視技術(shù)，持續(xù)追蹤連線狀態(tài)，以確認(rèn)封包是否具有合法授權(quán)。此外工業(yè)防火墻支援傳統(tǒng)工業(yè)通訊協(xié)定，可深入剖析封包結(jié)構(gòu)與封包內(nèi)容。搭配寬溫設(shè)計(jì)，工業(yè)防火墻具備高可靠度，可適應(yīng)不同運(yùn)行環(huán)境條件。因此工業(yè)防火墻較商用防火墻更適用于工業(yè)應(yīng)用。有鑒于此，對(duì)工控網(wǎng)絡(luò)專研多年的新漢，已研發(fā)工業(yè)VPN與防火墻產(chǎn)品，期使工廠無(wú)后顧之憂走向IP化。

    工業(yè)通訊IP化　十余載光景可期

    盡管多數(shù)制造商對(duì)于推動(dòng)生產(chǎn)決策分析、優(yōu)化工廠營(yíng)運(yùn)管理，有著殷切需求，但礙于即有系統(tǒng)不宜驟然汰換，是故廠商可藉由工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)閘道器居間轉(zhuǎn)譯，局部采用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，俟即有裝置步入屆齡汰換之際，再進(jìn)入較大規(guī)模的換置，導(dǎo)入具聯(lián)網(wǎng)能力的設(shè)備或系統(tǒng)，漸進(jìn)式朝向全面IP化目標(biāo)邁進(jìn)。

    至于地處偏僻的廠房，如風(fēng)力發(fā)電廠，業(yè)主無(wú)法配置人力就近維護(hù)管理，自然需工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)持續(xù)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)與發(fā)電量，確保相關(guān)機(jī)組全時(shí)運(yùn)作，因此IP化推進(jìn)速度會(huì)增速許多。而新建工廠，則可直接配置網(wǎng)絡(luò)IP化裝置，IP化進(jìn)程可望更為順暢。由此可知，在工廠全面布建工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)之前，工業(yè)通訊IP化的議題在此后十余年還將持續(xù)發(fā)酵。