工业通讯IP化 扎稳智慧工厂发展根基

前言

    智慧工厂多立基于工业4.0 (Industry 4.0)，其精髓在于透过网络延伸极大化，促进工厂自动化、远端监控制程，以确保生产作业顺畅甚至进一步整合生管、物管及仓管资讯，及时排配产能；在藉由网络互通资讯的过程中，如何广布感测器，持续汇集生产运作状态数据，乃至于藉由大数据分析以优化生产决策，皆属于必要环节。

    制造厂商打造智慧工厂，务须循序推动工业通讯IP化，新汉网络通讯事业部产品规划处协理刘宏益指出，如何建立有效的工业以太网络通讯模式与资讯安全防护机制，是厂商需注意的重大课题。

工业以太网络  弹性应变通讯需求

    环顾传统工厂通讯架构，资料交换走的是回路交换(Circuit Switching)模式，点对点间需建立专属的实体线路。其缺点为线路频宽固定，有频宽浪费之虞；频宽无法与各节点分享，线路效率差；布线盘根错节、耗时费工，后续养护成本负担重。反观工业以太网络的通讯架构，采用分封包交换技术(Packet Switching)，以动态的方式分配虚拟线路，支援多工传输，可容许大量节点共享网络资源，并且可设定传输优先顺序，因此线路效率高，配线施工、维护管理、除错等复杂性问题更是急遽大降。

    以远端监控为例，传输资料种类可能涉及感测器读数、制造参数、光学检测影像、即时现场画面等等，工业以太网络的线路分配、频宽与线路效率皆具弹性，更能有效协助管理者即时掌握各工厂内每个节点的状态，进而藉由数值变化预先察觉异常前兆，以利聚焦问题点预先排除障碍。

    不可违言的是，工厂现今仍充斥大量序列通讯装置，另交错着PROFINET、DeviceNet、EtherNet/IP、EtherCAT等多种网络通讯协定，放诸整体生产作业，这些设定或协定，依然有其关键性，不可能一夕全面置换。刘宏益建议，厂商可循序渐进，部署工艺以太网交换机，一来可打破僵固的传统通讯架构，使工厂坐享优质的传输效率，二来则填补工厂底层控制层网络与工厂内网间的断层，建立起必要的工厂管理机制。

VPN、工业防火墙  资安攻防双法宝

    刘宏益不忘提醒，进入网络世界，无可避免将面对网络攻击，应布建资安攻防双法宝-虚拟私有网络(VPN)解决方案和工业防火墙，藉以杜绝安全威胁。其中工业防火墙旨在守护工厂设备，VPN则用以加解密安全通道，避免资讯在传输过程中遭窃听或篡改，进而提升远端存取的安全性。

    值得一提的是，尽管市场不乏商用VPN与防火墙，然其与工控领域所需防护能力与耐受力不同。例如工业防火墙必须具备进阶的状态检视技术，持续追踪连线状态，以确认封包是否具有合法授权。此外工业防火墙支援传统工业通讯协定，可深入剖析封包结构与封包内容。搭配宽温设计，工业防火墙具备高可靠度，可适应不同运行环境条件。因此工业防火墙较商用防火墙更适用于工业应用。有鉴于此，对工控网络专研多年的新汉，已研发工业VPN与防火墙产品，期使工厂无后顾之忧走向IP化。

工业通讯IP化　十余载光景可期

    尽管多数制造商对于推动生产决策分析、优化工厂营运管理，有着殷切需求，但碍于即有系统不宜骤然汰换，是故厂商可藉由工业以太网交换机或工业闸道器居间转译，局部采用工业以太网络，俟即有装置步入届龄汰换之际，再进入较大规模的换置，导入具联网能力的设备或系统，渐进式朝向全面IP化目标迈进。

    至于地处偏僻的厂房，如风力发电厂，业主无法配置人力就近维护管理，自然需工业以太网络持续监控设备运作状态与发电量，确保相关机组全时运作，因此IP化推进速度会增速许多。而新建工厂，则可直接配置网络IP化装置，IP化进程可望更为顺畅。由此可知，在工厂全面布建工业以太网络之前，工业通讯IP化的议题在此后十余年还将持续发酵。

关于新汉（NEXCOM）

    新汉电脑股份有限公司，创建于1992年，总部位于台湾台北市，事业部横跨工业电脑、车载电脑、多媒体、网络安全及智能监控五大应用市场，并在全球七个国家设有子公司以提供全球服务。新汉电脑专精于产业深耕，目前在无风扇强固型工控机(NISE系列)、车载电脑(VTC系列)、网安平台(NSA系列)、多媒体(NDiS系列)等皆居于领导地位。