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從綜觀來看 工業物聯網與工業4.0核心架構

關鍵字:工業物聯網工業4.0
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科技產業資訊室 - David 發表於 2015年3月20日
在討論的諸多互聯網、物聯網、工業物聯網、德國工業4.0與中國製造2025後,總結一下相關架構與課題。

我們認為,不論是IBM的智慧地球(Smart Planet)、思科(Cisco)的萬物聯網(Internet of Everything, IoE)、奇異電子(GE)的工業互聯網(Industrial Internet)與工業物聯網(Industrial Internet of Things, IIoT)、Gartner的數位企業(Digital Business)、德國工業4.0(Industry 4.0)、中國製造2025、阿里巴巴的C2B商業模式、海爾的互聯工廠與智慧家庭,其實講的都是同一件事,僅是從不同角度切入與實踐而已。那就是網際網路滲透到社會每一環節的地球生態體系,而這個生態體系將於2025年前完備

工業物聯網與工業4.0核心架構如圖一所示,中心點就是服務創新(Service Innovation)與資料創新(Data Innovation)。到2025年時,多數的企業都已經轉變成服務的企業,不論是原來的服務業或是原來的工業、製造業與農業。任何產業類別經營的核心以服務為中心,以滿足用戶口碑為最高價值。

原本產業環節中的媒介企業,包括代理商、經銷商與零售商等,都將會因為互聯網平台的出現,去中間化而消失。生產產品與提供服務的個人與企業,都將使用資通訊技術與載具,直接的服務最終使用者

到2025年時,數字經濟(Data Economy)的概念已經成熟,不論是2000年所提出的知識經濟或是2015年所提出的數位經濟(D!conomy, Digital economy)都已是政府或企業的基本思維。世界上沒有所謂的大數據公司(Big Data),因為所有的公司都是大數據公司。數據與大數據分析與運用於決策,已經廣泛的運用在企業經營的每一層面,從消費者探索、消費者參與設計、新興產品開發、智能工廠生產、智能物流運籌與售後服務維修等。

數據與情報核心概念,廣泛的被企業各階層工作者內化,知識型的數據與情報公司協助企業進行各式各樣的決策


圖一、工業物聯網與工業4.0核心架構
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工業物聯網與工業4.0核心架構,由三個技術進行高度整合。分別為資訊系統(Information Technology, IT)、操作技術(Operational Technology, OT)與通訊技術(Communication Technology, CT)。我們常泛指資通訊技術(Information & Communication Technology, ICT)與資通訊產業。到2025年時,將匯流成ICOT技術或稱為ICOT產業。

傳統的工業型巨人,包括奇異電子(GE)、Honeywell、Johnson Controls、西門子(Siemens)、施耐德(Schneider Electric)、飛利浦(Philips)、ABB等的市場,將會持續受到新加入者的挑戰,或許在2025年有些公司將消失。

IT資訊技術涵蓋資訊技術對應的軟體與硬體。如果以企業整體經營之軟體結構來說,包括電子商務(e-commerce)、企業資源規劃系統(ERP)、產品生命週期管理系統(PLM)、供應鏈管理系統(SCM)、客戶關係管理系統(CRM)與辦公室自動化系統(OA)等。在硬體上,資訊技術隨著雲計算(Cloud Computing)與霧計算(Fog Computing)技術之進展,資料中心或是小型資料中心將成為未來資訊技術硬體的基礎。在端的面向,行動載具與其他移動螢幕,例如鴻海所提出的十一屏將持續增加,顯示螢幕將無所不在

通訊技術包括有線通訊、無線通訊、長距離通訊與短距離通訊等將持續發展。根據ETSI通信進程,2020年時5G已經開始商轉,而到2025年時,5G通訊網路應該已經無所不在。5G通訊網路僅是一部分,其他通訊包括WiFi、Bluetooth、Zigbee等無線通訊技術將持續進展,同時在不同通訊技術間的銜接與整合,也將更密切。

有線通訊還是持續進展,包括在企業的網路端或是工廠的經營端。若以智能工廠為例,工業通訊與總線技術也將持續發展,例如西門子的Profinet與Beckhoff的EtherCAT等。當然,透過電力線進行數據傳輸的PLC(Power Line Communication)也受到諸多的關注。

OT操作技術是與營運有關的技術種類。從定位來看,可視為資訊技術與實體世界中的介面技術。以工廠營運來說,就包括製造執行系統(Manufacturing Execution System, MES)、監視與整合控制(SCADA)與生產線或設備的感測與控制技術(Monitor & Control)。感測器(Sensors)相關技術也是關鍵角色。OT操作技術運用很廣,例如智能農業的操作技術、智能醫院也有其Know-how、智能倉儲與物流都將相繼建立。

OT操作技術是讓系統得以有效運作的關鍵。諸多操作技術也和實體世界的感測與控制有關,因此智慧型機器人、服務型機器人、智慧型倉儲、智慧型電動車與智慧型生產設備均是重點。物聯網技術是操作技術一個核心課題

總結來說,工業物聯網與工業4.0核心架構就是上述四個創新與技術的集合、整合、融合、價值挖掘與價值創造。(1520字;圖1)


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