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实践设备联网与可视化的应用
迈向工业物联网的第一步
[作者 智動化]   2020年01月16日 星期四 浏览人次: [5720]

「工业4.0」是工业发展的未来式,也是许多人的现在进行式。而工业物联网(IIoT),则是工业4.0的起手式,是实现智慧制造的关键基础建设。


四零四科技工业物联网解决方案处市场亚太区事业处开发经理林昌翰指出,工业4.0会先从两点来体现。首先,就是设备连结成网;其次,则是从各角度取得管理点装置的数据。藉此就能取得工厂资讯的可视化及因果关系的明确化。


工业4.0有五阶段 IIoT是实现智慧制造的起点

他表示,发展工业4.0会经历4至5个阶段。第1阶段,为厂商利用机台进行大量生产,此时注重总量产,但不定期的机台故障导致生产停滞;第2阶段,有岁修观念,定期停机来做机台的维修与保养,以增加运作的稳定度;第3阶段则进入工业物联网时期,机台与感测器以网路连接,并收集生产资讯,预测维护开始出现,但此时大多都是搜集单一数据。



图一 :   四零四科技工业物联网解决方案处市场亚太区事业处开发经理林昌翰与名片大小的工业物联网闸道器UC-2100系列。
图一 : 四零四科技工业物联网解决方案处市场亚太区事业处开发经理林昌翰与名片大小的工业物联网闸道器UC-2100系列。

第4与第5阶段,则运用更多的感测器、I/O、IoT闸道和媒体转换器,来收集温度、湿度、震动和电压等多样化的资讯,并运用人工智慧来做更精准的判断。甚至结合ERP与CRM等系统,来做到更有效率的备料、人员管理和产能预测,最终实现企业商业模式的转变。


艾智科技工业设备连网产品事业处产品行销部专案主任汤凯婷,举台湾CNC机台业者为例。她指出,目前CNC生产多用手写纪录,即便有电子化,也是当天作业後归档,并以「周」来结算。一旦发现产能不足,应变的手段有限。


但导入IIoT的过程中,经常会遭遇资讯技术(IT)与现场作业技术(OT)之间的矛盾。林昌翰指出,不同於IT追求最新技术,OT在意的是稳定与耐用。然而,这种分立的情况已逐渐改变,并有IT人员加入厂务系统的协作,甚至是由IT来主导,显见IT与OT的整合趋势正在快速成型。



图二 :   艾智科技工业设备连网产品事业处产品行销部专案主任汤凯婷。
图二 : 艾智科技工业设备连网产品事业处产品行销部专案主任汤凯婷。

IIoT建置的四大痛点

OT面临复杂多元的通讯协定

通讯协定纷乱是目前IIoT的挑战之一。因不同制造商会采不同的通讯协定,因此厂房中经常存在通讯协定整合的问题;再者,旧机台可能不具备乙太网路,而采用串列通讯,整合也有难度。


T与OT的整合难度大

OT熟悉自动控制相关技术;IT则熟悉http与云端相关知识。如何整合两端是一大挑战。此外,生产、订单和库存三个系统的分立运作,也造成决策系统的缓慢。


网路的可靠度思维差异

IT追求速度与频宽,对断线的容忍度较高;但OT重视网路的稳定,每一个封包都需要精准传递。因此如何满足这两端对於网路建置的需要,成为导入IIoT的重要考量。


资讯安全风险日益提高

数据未加密的机台将曝露在更高的资安风险下。然而资安却是目前最被忽略的项目,一旦发生资安问题,所造成的损失将非常庞大。尤其机台若不常更新韧体,可能面临的风险更高。


Moxa全方位IIoT方案 解决建置痛点

汤凯婷进一步指出,Moxa的NPort系列串囗服务器,可将私有串囗序列资料转换为乙太网路介面,让数据资讯能以网路通讯的方式远端取得,此外Moxa也具备可将私有协议的资料转换为上层软体所能接受的格式。若机台属更旧式的设备,Moxa的ioLogik和ioThinx产品,可协助截取PLC讯号和三色状态灯讯号来取得机台必要的状态资讯,ioThinx支援IT & OT常见的通讯协定,比如Restful API、MQTT、SNMP V3、Modbus,完整提供IT & OT的主流通讯技术。


对於需要远端管理的业者,Moxa的IoT闸道器方案也能介接这些资讯,让管理者与作业人员在云端上即时观看现场状态。至於有更高精度与良率需求的产业,例航太和医疗,需要导入预测性维护和连接更多工业感应器。则Moxa的ioPAC与ioLogik 2500系列具备更的高采样率,且能支援不同AIO和DIO组合。


此外,对於需要整合大量表计的应用,Moxa的协议转换器支援全球主流的通讯协定,比如: Modbus、EtherNetIP、Profibus、Profinet等,能介接这些感测表计与PLC或SCADA系统。


Moxa耕耘工业乙太网路技术多年,提供可在工业环境下稳定运作的产品,自行开发的网管软体MXstudio,让管理者可有效率地监控大量联网设备,进行批量更新与配置等,并且也领先业界地开发了TSN技术的网路设备,提供更即时的网路技术以满足新世代的智慧制造需求。


资安风险激增 Moxa推出EtherCatch保护关键机台

在IIoT架构下,资讯安全更显重要。林昌翰表示,为了达到更好的资安防护,Moxa将在2020年推出一款新的乙太网路安全产品━EtherCatch,能安装於设备前端,并具有深度封包检测(DPI),可保护关键机台。


他指出,EtherCatch可支援石化业、楼宇自动化、资安、电力与自动控制常用的通讯协定,进行封包的检测,以确保资料的正确性。


展??IIoT的下一步,汤凯婷认为,随着万物联网的时代来临,低功耗广域网路(LPWAN)技术将更显重要,这也是Moxa非常关注的技术。另外,Moxa也将会在边缘通讯上持续投资,协助客户在简单、安全、可靠的前提下,把边缘通讯介接到主流通讯中。



图三
图三
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