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工业通讯IP化 扎稳智慧工厂发展根基

更新时间:2015-04-13

        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

        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。

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