前言

    智慧工廠多立基于工業4.0 (Industry 4.0)，其精髓在于透過網絡延伸極大化，促進工廠自動化、遠端監控制程，以確保生產作業順暢甚至進一步整合生管、物管及倉管資訊，及時排配產能；在藉由網絡互通資訊的過程中，如何廣布感測器，持續匯集生產運作狀態數據，乃至于藉由大數據分析以優化生產決策，皆屬于必要環節。

    制造廠商打造智慧工廠，務須循序推動工業通訊IP化，新漢網絡通訊事業部產品規劃處協理劉宏益指出，如何建立有效的工業以太網絡通訊模式與資訊安全防護機制，是廠商需注意的重大課題。

    工業以太網絡 彈性應變通訊需求

    環顧傳統工廠通訊架構，資料交換走的是回路交換(Circuit Switching)模式，點對點間需建立專屬的實體線路。其缺點為線路頻寬固定，有頻寬浪費之虞；頻寬無法與各節點分享，線路效率差；布線盤根錯節、耗時費工，后續養護成本負擔重。反觀工業以太網絡的通訊架構，采用分封包交換技術(Packet Switching)，以動態的方式分配虛擬線路，支援多工傳輸，可容許大量節點共享網絡資源，并且可設定傳輸優先順序，因此線路效率高，配線施工、維護管理、除錯等復雜性問題更是急遽大降。

    以遠端監控為例，傳輸資料種類可能涉及感測器讀數、制造參數、光學檢測影像、即時現場畫面等等，工業以太網絡的線路分配、頻寬與線路效率皆具彈性，更能有效協助管理者即時掌握各工廠內每個節點的狀態，進而藉由數值變化預先察覺異常前兆，以利聚焦問題點預先排除障礙。

    不可違言的是，工廠現今仍充斥大量序列通訊裝置，另交錯著PROFINET、DeviceNet、EtherNet/IP、EtherCAT等多種網絡通訊協定，放諸整體生產作業，這些設定或協定，依然有其關鍵性，不可能一夕全面置換。劉宏益建議，廠商可循序漸進，部署工藝以太網交換機，一來可打破僵固的傳統通訊架構，使工廠坐享優質的傳輸效率，二來則填補工廠底層控制層網絡與工廠內網間的斷層，建立起必要的工廠管理機制。

    VPN、工業防火墻 資安攻防雙法寶

    劉宏益不忘提醒，進入網絡世界，無可避免將面對網絡攻擊，應布建資安攻防雙法寶-虛擬私有網絡(VPN)解決方案和工業防火墻，藉以杜絕安全威脅。其中工業防火墻旨在守護工廠設備，VPN則用以加解密安全通道，避免資訊在傳輸過程中遭竊聽或篡改，進而提升遠端存取的安全性。

    值得一提的是，盡管市場不乏商用VPN與防火墻，然其與工控領域所需防護能力與耐受力不同。例如工業防火墻必須具備進階的狀態檢視技術，持續追蹤連線狀態，以確認封包是否具有合法授權。此外工業防火墻支援傳統工業通訊協定，可深入剖析封包結構與封包內容。搭配寬溫設計，工業防火墻具備高可靠度，可適應不同運行環境條件。因此工業防火墻較商用防火墻更適用于工業應用。有鑒于此，對工控網絡專研多年的新漢，已研發工業VPN與防火墻產品，期使工廠無后顧之憂走向IP化。

    工業通訊IP化　十余載光景可期

    盡管多數制造商對于推動生產決策分析、優化工廠營運管理，有著殷切需求，但礙于即有系統不宜驟然汰換，是故廠商可藉由工業以太網交換機或工業閘道器居間轉譯，局部采用工業以太網絡，俟即有裝置步入屆齡汰換之際，再進入較大規模的換置，導入具聯網能力的設備或系統，漸進式朝向全面IP化目標邁進。

    至于地處偏僻的廠房，如風力發電廠，業主無法配置人力就近維護管理，自然需工業以太網絡持續監控設備運作狀態與發電量，確保相關機組全時運作，因此IP化推進速度會增速許多。而新建工廠，則可直接配置網絡IP化裝置，IP化進程可望更為順暢。由此可知，在工廠全面布建工業以太網絡之前，工業通訊IP化的議題在此后十余年還將持續發酵。