生產技術的數位化：後進者的正確介面

"現有的商業模式正受到數位化的挑戰，全球市場變得越來越不穩定」[1]。

這些相互關係，以及隨之而來的商業模式轉型和相關風險，都必須以非常差異化的方式來看待。特別是機械工程產業，其典型的結構是中小企業和「隱形領導者」，在全球處於非常有利的位置，不會將數位化視為威脅，而是擴展現有商業模式的機會，長期而言，更可利用新技術開拓新市場。最後，所有企業業者都很清楚，數位化能確保 OEM 在機械與設備工程方面的長期競爭力。

1. 要成功邁向數位化的道路，必須經過許多個別的步驟。 對於相關人員來說，這並不是一個包羅萬象的集體功能問題，就像 "IIoT"、「工業 4.0」、「數位工程 」等字眼所描述的一樣。相反，它是關於具體的方法，可用於在機器的整個生命週期中，以盡可能少的努力來提高機器的效率和成本效益。而由於機械工程的自動化在過去數十年來主要是由數位化所驅動，因此主要是相關的原始設備製造商能夠根據其核心競爭力成功地實施這些方法。只有 OEM 才能有針對性地實施具體措施，將現有的功能和系統與最有前途的新控制和資料傳輸技術相結合！[2]
   

2. 工業數位化經常與關鍵字 「工業 4.0」 同時被提及。 這個詞代表第四次工業革命：因此，當前科技發展的破壞性潛力等同於工業使用蒸氣引擎、電力和電腦所帶來的影響。亞馬遜、微軟、Google 等成功企業經常被列為改變力量的傑出範例。然而，對於中型機器與設備製造商而言，這項發展至少在某種程度上被視為一種威脅。數位化的主角正試圖擺脫這一困境。Beckhoff Automation 創辦人兼首席執行官 Hans Beckhoff 在 2017 年的一次工商會活動中恰如其分地指出，變革對工業製造業來說代表著機會，而變革的速度比最初假設的要慢："從今天的角度來看，蒸汽機的問世似乎是一場革命。然而，它在工業上的使用卻花了超過半個世紀的時間，才導致顯著的大規模變革"。數位化對今日工業生產的影響，也應該以類似的方式來看待。它在所有層面和所有過程中都引發了進化發展。與此同時，Beckhoff 強調這種意識並不意味著我們應該坐視不理！Beckhoff 認為，勇於為生產系統創造性地開發新的商業模式的人將獲得獎勵。
   

浩亭分析了客戶的實施策略，只能證實 Beckhoff 的理論。因此，為了讓數位化專案獲得持久的成功，建議您不要嘗試一次達成所有目標 [3]。

無論是革命性的發展或演進，相關人員都同意，資料是更理性流程的基礎 - 這意味著所有類型的資料。口號 「資料是新的石油！」 最初指「大數據」或消費者資料的儲存和可用性。不過，這個特性當然也可以應用在工業界的資料上。不過，若要維持這個比喻，「新石油」仍需要功能性的「管道」和其他結構元素。「資料是新的石油 」描述了許多機器和設備製造商的現況，他們正在修正產品資料的建立、處理和傳輸。

• OEM 是許多現有技術、機器相關資料、在自家機器功能中使用這些資料，以及先進自動化功能的專家。

• 增加使用自動化元件的「內部智慧」，例如驅動器、智慧型感測器、致動器或 HMI 系統與所有相關的資料轉換，現在也成為 OEM 標準工具包的一部分。

• 此外，在機器網路或線路層級上所有可能的資料傳輸層，只要使用已知的資料產生、機器、使用者和流程模型，也都被視為 公司專有的技術訣竅。

• 然而，基於數位化的精神，並非上述所有屬於控制與自動化系統的資料結構與傳輸層都可以 簡單地「拆掉」並以新的資料結構與傳輸層 取代。這是因為現代生產系統的幾乎所有功能都是基於軟體和適當的特定介面；這些功能的開發耗費了龐大的材料和工程費用。

按照數據-石油的類比，必須繼續使用經過驗證、功能足夠的 「管道結構」，並擴展新的 「管道」。如此一來，企業便能提升自身的競爭力，並在自己的區塊或其他區塊的生產技術中取得新的市場佔有率。以工業系統的控制技術來說：機械工程的 OEM 需要其成熟的現場匯流排和介面，以進行數位化演進。同時，合適的物理介面有利於在邊緣區域擴充新系統和服務，並與 「大數據」 世界進行最完美的連接。如果您能同時掌握這兩門學科，就能以最佳狀態應付機器使用者不斷成長的需求，在某些情況下，甚至是未知的未來需求。

在下一節中，我們將根據浩亭技术集团的經驗，概述與數位化相關的發展趨勢要求。該公司為機械工程生產系統中的現代驅動、控制、人機介面和通訊技術提供各種類型的資料介面解決方案。

浩亭也是工業環境中電力和訊號傳輸許多突破性發展的先驅。在工業乙太網路領域，浩亭在物理層的各種標準制定中扮演著重要角色：例如，它積極參與 SPE（單對乙太網路）技術的解決方案。

浩亭在工廠自動化介面領域擁有數十載的豐富經驗，結合最新資料傳輸技術（延伸至大資料世界）領域的專業知識，使得浩亭總能在物理層上為每個特定的介面設計找到最佳解決方案。在正確介面的協助下，OEM 可以果斷地推進數位化的轉移，這對他們來說是非常重要的。在此過程中，每個解決方案都必須在各自的應用中保持領先地位，並符合其機械、環境和 EMC 條件及其他要求。

"設計生產系統中資料傳輸介面的最簡單、最有效的方法是什麼？這個問題經常讓機器製造商的研發和工程部門頭痛不已，他們希望在專案中逐步發展數位化的個別特定方面。

必須符合的要求如下：

• 所有類型的資料介面都應該是可以實作的，無論是久經考驗的介面或是最新的創新介面。

• 介面的範圍必須是可擴充的，也就是說，相同的介面類型可以設計成所需的標準版本、IP 保護等級，或針對所需的環境條件（EMC、耐髒污、紫外線輻射、機械應力（如衝擊和震動），以及符合衛生要求）。

• 必須能夠使用可靠且符合標準的介面來進行位置或區段之間的轉換。

• 必須針對 OEM 的不同製造和組裝製程設計產品變體，例如，如果需要靈活性，則應採用免工具組裝；如果需要以高製程可靠性製造更多產量，則應採用自動組裝。

• 資料介面必須可彼此組合，並可與其他訊號和電源介面一起放置在外罩中，甚至一起放置在絕緣體中，以節省空間和成本，並簡化製程。

上述方法可讓開發人員和專案經理在設計階段專注於各自應用程式的核心任務 - 而無需花時間在介面的「週邊標準」上。與此同時，他們可以確定機器模組或資料傳輸連結的每個擴充階段都有適合的介面。相對應的解決方案在成本和功能上都達到最佳化，並且可擴充。成本效益高、技術簡單的服務擴充和系統增強，在工廠自動化的各個層級甚至更高的層級，都可以由機器使用者隨時實施，甚至是追溯性的。

參考資料

1. T-Systems：現在就推動數位化 (t-systems.com)

2. HMS: 「目的是從資料中產生附加價值」。(industry-of-things.de)

3. 浩亭：聰明而不傷害？- 行業指南 2020/2021 - 新業務指南