前言

    智慧工廠(chǎng)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(chǎng)自動(dòng)化、遠端監控制程，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，如何廣布感測器，持續匯集生產(chǎn)運作狀態(tài)數據，乃至于藉由大數據分析以?xún)?yōu)化生產(chǎn)決策，皆屬于必要環(huán)節。

    制造廠(chǎng)商打造智慧工廠(chǎng)，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機制，是廠(chǎng)商需注意的重大課題。

    工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò ) 彈性應變通訊需求

    環(huán)顧傳統工廠(chǎng)通訊架構，資料交換走的是回路交換(Circuit Switching)模式，點(diǎn)對點(diǎn)間需建立專(zhuān)屬的實(shí)體線(xiàn)路。其缺點(diǎn)為線(xiàn)路頻寬固定，有頻寬浪費之虞；頻寬無(wú)法與各節點(diǎn)分享，線(xiàn)路效率差；布線(xiàn)盤(pán)根錯節、耗時(shí)費工，后續養護成本負擔重。反觀(guān)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )的通訊架構，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(xiàn)路，支援多工傳輸，可容許大量節點(diǎn)共享網(wǎng)絡(luò )資源，并且可設定傳輸優(yōu)先順序，因此線(xiàn)路效率高，配線(xiàn)施工、維護管理、除錯等復雜性問(wèn)題更是急遽大降。

    以遠端監控為例，傳輸資料種類(lèi)可能涉及感測器讀數、制造參數、光學(xué)檢測影像、即時(shí)現場(chǎng)畫(huà)面等等，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )的線(xiàn)路分配、頻寬與線(xiàn)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(chǎng)內每個(gè)節點(diǎn)的狀態(tài)，進(jìn)而藉由數值變化預先察覺(jué)異常前兆，以利聚焦問(wèn)題點(diǎn)預先排除障礙。

    不可違言的是，工廠(chǎng)現今仍充斥大量序列通訊裝置，另交錯著(zhù)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(chǎng)商可循序漸進(jìn)，部署工藝以太網(wǎng)交換機，一來(lái)可打破僵固的傳統通訊架構，使工廠(chǎng)坐享優(yōu)質(zhì)的傳輸效率，二來(lái)則填補工廠(chǎng)底層控制層網(wǎng)絡(luò )與工廠(chǎng)內網(wǎng)間的斷層，建立起必要的工廠(chǎng)管理機制。

    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)可避免將面對網(wǎng)絡(luò )攻擊，應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)防火墻旨在守護工廠(chǎng)設備，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)，持續追蹤連線(xiàn)狀態(tài)，以確認封包是否具有合法授權。此外工業(yè)防火墻支援傳統工業(yè)通訊協(xié)定，可深入剖析封包結構與封包內容。搭配寬溫設計，工業(yè)防火墻具備高可靠度，可適應不同運行環(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)應用。有鑒于此，對工控網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)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(chǎng)無(wú)后顧之憂(yōu)走向IP化。

    工業(yè)通訊IP化　十余載光景可期

    盡管多數制造商對于推動(dòng)生產(chǎn)決策分析、優(yōu)化工廠(chǎng)營(yíng)運管理，有著(zhù)殷切需求，但礙于即有系統不宜驟然汰換，是故廠(chǎng)商可藉由工業(yè)以太網(wǎng)交換機或工業(yè)閘道器居間轉譯，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)入較大規模的換置，導入具聯(lián)網(wǎng)能力的設備或系統，漸進(jìn)式朝向全面IP化目標邁進(jìn)。

    至于地處偏僻的廠(chǎng)房，如風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)，業(yè)主無(wú)法配置人力就近維護管理，自然需工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )持續監控設備運作狀態(tài)與發(fā)電量，確保相關(guān)機組全時(shí)運作，因此IP化推進(jìn)速度會(huì )增速許多。而新建工廠(chǎng)，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(chǎng)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發(fā)酵。