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廣皓天
無(wú)論是工業(yè)4.0(Industry 4.0)抑或是工廠所需的智慧應(yīng)用，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)都將是這些概念未來(lái)發(fā)展的主體架構(gòu)。研調(diào)機(jī)構(gòu)CB Insights指出，諸如制造、物流、石油與礦采集、公共事業(yè)，以及農(nóng)業(yè)等資產(chǎn)密集型的產(chǎn)業(yè)，皆須利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以提升工作效率與成效。
透過(guò)底層感測(cè)功能加以收集設(shè)備數(shù)據(jù)，再借助各式有∕無(wú)線技術(shù)將信息匯整后傳遞至后端，平臺(tái)系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)分析后加以儲(chǔ)存，管理者可用以擬定出合宜的生產(chǎn)計(jì)劃，終打造出智能化的應(yīng)用模式。
MarketsandMarkets報(bào)告指出，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2015年的113.71億美元，到2022年攀升至195.47億美元，2016~2022年的年復(fù)合成長(zhǎng)率約7.89%。
HCL技術(shù)公司執(zhí)行副總裁兼負(fù)責(zé)人Sukamal Banerjee曾表示，2017年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。根據(jù)該公司2016年所做的調(diào)查，有38%企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)進(jìn)程，而有57%企業(yè)目前正在計(jì)劃中。
由此可知，2017年應(yīng)當(dāng)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)普及應(yīng)用的元年，相關(guān)企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)方面的投資將顯著增加。HCL的調(diào)查中，69%的受訪企業(yè)計(jì)劃在未來(lái)一年增加物聯(lián)網(wǎng)投資；因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的潛在收益非常龐大。
研調(diào)機(jī)構(gòu)Accenture舉美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)以及英國(guó)等四個(gè)工業(yè)大國(guó)為例，到了2030年前，IIoT將為美國(guó)GDP帶來(lái)6.1兆美元的進(jìn)帳；假若該國(guó)愿加重工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)投資力道，提高50%的資本支出以改善相關(guān)聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備，到了2030年IIoT之于美國(guó)GDP的貢獻(xiàn)將攀升至7.1兆美元，其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛額將提升2.3%。
至于中國(guó)，該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，中國(guó)加強(qiáng)投資工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，到2030年GDP將達(dá)到1.8兆美元，進(jìn)而提升國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛額提高1.3%。
倘若德國(guó)對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)愿提升其資本支出，到了2030年德國(guó)GDP貢獻(xiàn)將達(dá)7,000億美元，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛額將有效提升1.7%；此外，英國(guó)如果加強(qiáng)其投資工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)力道，2030年對(duì)英國(guó)GDP貢獻(xiàn)將達(dá)5,310億美元，且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛額可提高1.8%。
工業(yè)4.0也意味著傳感器(Sensor)的重要性將更被重視。許多提供工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的大廠認(rèn)為，邁向工業(yè)4.0的時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)大資料的收集與活用將變得相當(dāng)重要。
從現(xiàn)場(chǎng)收集大數(shù)據(jù)并使用云端加以存放這是一般人對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知，但是進(jìn)一步分析資料與情報(bào)處理，并且利用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制情報(bào)加以回饋，方是工業(yè)4.0的目的所在。
相關(guān)業(yè)者應(yīng)須提供客戶工廠制造現(xiàn)場(chǎng)端的生產(chǎn)設(shè)備上控制器組件信息智能且可視化的技術(shù)。并透過(guò)設(shè)備數(shù)據(jù)收集、分析制程數(shù)據(jù)、異常監(jiān)視，以提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)效能；也就是利用設(shè)備數(shù)據(jù)，以提供經(jīng)營(yíng)管理者活用。
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念中，設(shè)備中搭載傳感器，一來(lái)無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)人員、機(jī)臺(tái)、機(jī)器人或是作業(yè)工具，皆可提供業(yè)主具利用價(jià)值的數(shù)據(jù)，以提升效率、發(fā)掘潛在問題、優(yōu)化品管以及預(yù)知機(jī)臺(tái)狀態(tài)等。
制造業(yè)者欲導(dǎo)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，也應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、供期、技術(shù)能力度等三面向加以思考合作的廠商，原因在于，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品與一般消費(fèi)性要求不盡相同，工業(yè)等級(jí)產(chǎn)品穩(wěn)定度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更高，因此長(zhǎng)工期保證與配合廠商的技術(shù)支持不可忽視。
除傳感器之外，在傳輸層面，機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)或機(jī)器對(duì)平臺(tái)間的通訊也相當(dāng)重要；但用于IIoT通訊技術(shù)繁多，有線與無(wú)線傳輸技術(shù)彼此之間形成競(jìng)合關(guān)系。
以往，工業(yè)制造現(xiàn)場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)通訊方式為主，但此一模式的互操作性稍嫌薄弱，在市場(chǎng)急尋良方時(shí)，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)趁勢(shì)崛起；其利用以太網(wǎng)絡(luò)作為標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，再透過(guò)TCP/IP通訊協(xié)議以兼容于IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)。
在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中為市場(chǎng)所歡迎的莫過(guò)于EtherCAT，端看以往各大工業(yè)相關(guān)展會(huì)，可于許多廠商展示中窺見其蹤。EtherCAT系以軟件為核心，并搭配單一線路，改善傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜配線；此一通訊模式在數(shù)據(jù)同步過(guò)程中，訊號(hào)抖動(dòng)量較小，且傳遞延遲性較低，硬件建置的花費(fèi)上也較過(guò)往來(lái)得低廉；因此廣為市場(chǎng)所采用。
此外，以太網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)中，時(shí)效性網(wǎng)絡(luò)(TSN)也是近來(lái)相當(dāng)火紅的話題，相對(duì)于上述所提的EtherCAT，TSN并非工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ玫牡臉?biāo)準(zhǔn)，而是透過(guò)IEEE 802.1與IEEE 802.3二大標(biāo)準(zhǔn)，加以拓展出其他功能。
TSN優(yōu)勢(shì)在于可促進(jìn)整合、強(qiáng)化連結(jié)性，并借助大數(shù)據(jù)分析出所需的信息，以滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改善作業(yè)的需求，再進(jìn)一步達(dá)到以智能型連接系統(tǒng)與機(jī)臺(tái)為架構(gòu)的新商業(yè)模式。
且看好此一標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展前景，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)也曾協(xié)同業(yè)界許多大廠共同開發(fā)TSN測(cè)試臺(tái)，希望借此讓此一新款以太網(wǎng)絡(luò)可更加靈活應(yīng)用于生產(chǎn)應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)。
由于近年來(lái)大量化的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品需求日漸降低，進(jìn)而被少量訂制化取代，驅(qū)使制造業(yè)的產(chǎn)線智能化需求興起，市場(chǎng)需要一個(gè)更為開放的標(biāo)準(zhǔn)串行通訊協(xié)議，促使IO-Link的出現(xiàn)。
IO-Link標(biāo)準(zhǔn)所扮演的角色是底層設(shè)備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)快速鏈接的通道架構(gòu)，毋須復(fù)雜尋址即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接；可向上與工廠現(xiàn)場(chǎng)總線兼容，將所收集的數(shù)據(jù)傳遞至管理系統(tǒng)中，也就是說(shuō)，IO-LINK更像工廠網(wǎng)絡(luò)底層一個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)接口的特殊網(wǎng)絡(luò)。
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的浪潮下，相關(guān)系統(tǒng)中的所有設(shè)備皆須具備感測(cè)與連網(wǎng)功能，進(jìn)而區(qū)別出以往的自動(dòng)化，真正達(dá)到工業(yè)信息化、聯(lián)網(wǎng)化之轉(zhuǎn)型發(fā)展。
(原標(biāo)題：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)居未來(lái)十年經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型要角)
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