「雲端+邊緣」的協調兼容在IIoT時代嶄露光芒

尖端產業的特色之一，便是眾多不同的工業據點被分配到的裝置數量會日益增加。隨著營運時間拉長，無可避免有些裝置偶爾會出錯。為了提早發現問題與採取預防措施，就必須要追蹤其運作狀態。傳統的做法是，經常派遣維護工程師前往廠區巡察。不過這所產生的成本相當可觀，而且有些問題多半仍難早期發現。

工業物聯網(IIoT)的發展讓廠區裝置聯網的目標得以實現，如此一來就能在統一的地點持續不斷地監測營運狀態。不論發生任何情況都可即時由雲端監看，且一旦發生故障，工程師簡單就能找出問題所在並立刻採取行動。

隨著愈來愈多裝置聯網，資料量也逐漸攀升。製造商和使用者不僅訴求維護效率提升，更需要從資料獲取更多洞見來促進成長。這代表需要更深入地挖掘資料，以及更理想的處理與分析程序。所有這類的需求使得「雲端+邊緣」IIoT生態系統的協調兼容遭遇到更大技術挑戰。

1. 收集的資料來自眾多不同裝置

部署在工業據點的裝置持續擷取來自於該據點不同環節的資料，同時對機械和環境進行監看。由於這些裝置採取不同介面(序列埠、乙太網路連接埠、藍牙、Wi-Fi等)，要從這些全部的介面擷取資料並不容易。廠房內眾多不同類型的裝置持續產出龐大資料，對於將收集和處理這些資料的閘道是一大挑戰。

不同的裝置會以不同的協定進行通訊，即便屬於相同類別，仍可能有多重選項。甚至部分製造商是透過其私人的通訊協定。由於大多數傳輸資料的傳統閘道僅支援其中少數協定，這導致使用者的相容性問題。此意味著單一據點需要有數種不同閘道，換言之需要投入大筆的設備開銷，且品牌轉換的成本高昂。

由於廠房自有的裝置愈加多元，使得前述問題變得更加急迫，必須要將多重工業通訊協定整合在一起，並且必須與私人的通訊協定相容，好讓不同來源的資料能夠在單一而「全方位一體」的IIoT閘道上傳送。

2. 邊緣上的處理前資料

在雲端運算的時代，資料係上傳到雲端進行處理、儲存和分析。隨著持續不斷產出的龐大資料，對於雲端的負載也逐漸加重。試想一下先將資料逐個傳送到雲端，等候雲端接收完全部資料後以指令回覆(或有時不會有任何指令)，接下來才能採取下一步動作。這代表資料傳輸會有明顯延遲。即便5G能支援高速，但不變的是雲端仍有資料超載問題。

邊緣運算的概念因應而生。藉由預先設定的條件或編程工具，來自不同裝置的資料便可在鄰近其產生源頭的位置(即「邊緣」)被篩選，將可以就近處理的部分挑選出來。舉例而言，若達到特定臨界值，閘道會傳送警報給維護人員來做出立即回應，或者變更PLC參數。此外，也能在符合某些條件下經由I/O控制其他的下游裝置，以令使用不同協定的控制器可彼此互換資料。

接下來可將其餘「已清出」的資料傳送到雲端。這不僅能節省資料流與頻寬，更重要的是舒緩雲端超載的負荷。

3. 資料上傳雲端

當今的世界受到資料驅動的比重日益提高。雲端作為IIoT生態體系的核心部分，在集中化管理、資料分析和決策等方面扮演要角。

正如同收集資料的裝置有不同通訊協定，不同雲端的連線與互動方式也各異。雲端與邊緣所要求函數之間的互動邏輯也各有不同。因此，傳送資料至雲端可帶來大量的閘道與雲端整合工作。

雲端閘道讓系統整合商得以輕鬆與雲端連線，大部分使用者也需要自訂與雲端的互動模式來上傳資料。所幸隨著科技不斷進展，當今的雲端閘道通常可支援主要IoT雲端。雲端設置只需要短短幾個步驟就能完成，有利於資料能便捷地從來源輸送至雲端。

雖然系統整合商設法從雲端監看每個環節來確保系統正常運作，但製造商仍需以SCADA管理其工廠。因此，此閘道能夠讓本地的SCADA系統由工業通訊協定獲取資料，以及從MQTT存取雲端。

4. 推動數位專案

完成全體數位化需要歷經一段時間。展開一個新的專案，通常要投入許多心力來準備裝置、加以整合以及設計應用程式。但在變遷迅速的時代中，時間極為寶貴。

「雲端+邊緣」解決方案的部署和設置應該要非常容易，所以即便是新專案也能儘快在短時間內推行。隨著愈來愈多管理工具興起，標配幾乎都是可從雲端平台來管理這些閘道。可支援網頁設置，並匯入和匯出設定值。部署和批次管理作業可在平台上輕鬆達成。

為了讓專案在發展過程中，仍然滿足不斷改變的事業需求且彈性化應對新的要求，量身自訂就變得不可或缺。舉例來說，雲端平台需要透過反覆修正以取得來自閘道的不同支援。當資料分析愈加深入，某些對邊緣資料處理的邏輯也需要調整。

摘要

雲端與邊緣在IIoT中的合作極為密切。藉由「雲端+邊緣」高效率的協調兼容，讓我們能更加充分運用邊緣技術、即時掌握現場動態、確保裝置能有效而穩定地運作，以及進而實現更為理想的使用者體驗。藉由更有效率且更穩健的資料庫條件，將可帶來產品改良與參數優化的更優異洞見，增強我們在工業4.0時代的市場競爭力。