物联网启动数字转型 开源方案成新趋势

 物联网(IoT)不只有助了解重要流程和系统状态，亦方便连网装置、机器、传感器互相通讯，无须人力干预即可主动优化制造流程。

预防性维护可望提高机器和厂房的使用寿命，大幅降低非预期的停工风险。

根据Packaging Europe报导，网络通讯以网络协议(IP)为基础，但旧版网络协议IPv4仅提供43亿个地址，早在2012年就用尽，后来只好建立新版网络协议IPv6，提供绝对足够的地址，下一步就是设法应付大量的信息流。

物联网主要为了取得资料，以预防性维护(PM)取代被动性防护，透过监测异常震动、温度和耗电量，趁危害发生之前发出警告。多亏分析仿真软件，传感器所侦测到的异常状况得以接受实时评估或可视化，引导机器或工厂管理者展开远程介入。

拜超高运算效能、智能分析和有限元素分析(FEM)和仿真软件所赐，仿真结果有助于做出准确预测，例如重要零件还有多久的寿命，为维护作业注入全新的观点。

预防性维护可望提高机器和厂房的使用寿命，大幅降低非预期的停工风险，提升营运和生产的安全性，维护成本也会大幅降低，否则每隔一段时间就更换零件，部分零件或许堪用，只因为缺乏可靠的行为数据，就这样白白浪费掉了。

随着机器和厂房的效能、弹性和智能不断提高，人机接口(HMI)也必须相应升级，HMI硬件正是大多数人所熟悉的触控式终端装置，例如智能型手机或平板计算机，换言之，人类可基于既有的知识，来管理这些智慧机器和厂房。

为了方便操作起见，图形用户接口(GUI)应运而生，主要仰赖直觉图形元素而非程序语言，用户无须接受特殊职业训练或学习程序语言即可上手。

HMI也要因应不同使用者的需求、技能和权限做调整，例如每位使用者只会看到符合他职责范围或当下状况的资料。现代HMI还要兼顾能动性和一致性，方便用户透过行动装置来遥控机器和设备，大幅节省时间和交通成本。

未来HMI还会借助3D计算机辅助设计(CAD)，犹如相片逼真的呈现机器、厂房和零件，这有赖3D CAD和仿真分析软件，以数字分身(digital twins)技术绘制整套制造流程的虚拟模型，还开放脱机设定程序，在虚空间测试各种营运模式。

由于这些模拟设计近乎真实，无须进入实际制造阶段，即可发现错误或弱点，有助于缩减前置作业时间、加速研发，节省资源、能源和人力。

不过，机器制造商仍有接口尚未统一的问题，因此开源方案成为一种新趋势，工业自动化互操作性标准OPC UA便是一例，可串连不同制造商所生产的机具，以认证、授权、加密和数据完整性来确保安全。

目前仍有不少老旧的机器、生产线、压缩机，但这些装置不一定会被数字转型洪流所淘汰，如今有不少升级改装的方案，让企业以更低的成本迈向工业4.0时代，享受物联网所带来的崭新制造模式。