相較于其他工業4.0系統大廠的「套餐式」服務，Intel平臺更能加速工業4.0系統的商用化或導入時程，且便于為生產管理平臺進行各種智慧服務設計；而 Wind River 在收歸Intel旗下后，理所當然亦是工業因特網聯盟 (Industrial Internet Consortium) 及開放互連基金會 (Open Connectivity Foundation, OCF) 的成員，對基本協定的底層驗證幫助甚大。自動化設備先驅凌華則點出，用戶要求不再單是組件或平臺層級產品，而是逐漸走向 Application Ready 準系統形式。
虛擬量測大廠NI實地感受到中小企業因資金有限，設備多只能定期維護或被動善后的痛點；且傳統制造業在升級現有設備時，容易遇到人機界面轉換的障礙，淺顯易懂的圖形操作將可降低學習成本。與半導體、零組件通路商、IoT gateway設備商多有合作的Exosite 總結，以往相形封閉的垂直產業結構，將因開放式合作平臺蛻變；而商業價值鏈主導力量亦將由硬件轉至軟硬整合系統服務廠商手上，既有商務流程亦將面臨轉型與變革。
Intel：智能始于物聯，物聯首重彈性
要實現智能制造，必須掌握產線「實時性」這項關鍵因素。現代工廠都有「企業資源規劃」 (ERP) 系統的布署，雖有物料分配管理功能，但關于產線設備、材料耗損與半成品在工廠中轉移等動態數據卻無法記錄，于是衍生出「制造執行系統」(MES) 的配置，專司生產過程的優化管理。MES 對于產線資源分配、人員管理、生產質量管理，與設備維護等優化分析工作，是以一天到數小時一次為周期在循環；理論上，如此較能精確掌控產線設備狀態與數據，然而由于設備種類十分多元，至今 MES 仍無法實時監控所有設備。
要實現智能制造，必須掌握產線「實時性」這項關鍵因素。現代工廠都有「企業資源規劃」 (ERP) 系統的布署，雖有物料分配管理功能，但關于產線設備、材料耗損與半成品在工廠中轉移等動態數據卻無法記錄，于是衍生出「制造執行系統」(MES) 的配置，專司生產過程的優化管理。MES 對于產線資源分配、人員管理、生產質量管理，與設備維護等優化分析工作，是以一天到數小時一次為周期在循環；理論上，如此較能精確掌控產線設備狀態與數據，然而由于設備種類十分多元，至今 MES 仍無法實時監控所有設備。
英特爾 (Intel) 提出物聯網網關 (IoT Gateway) 概念，包括協議及多元文件格式的轉換，作為產線設備與工廠管理系統的雙向通訊橋梁，實時收集產線各項數據。Intel 將部分運算、分析與預測功能運用在 IoT Gateway 中，讓產在線所有設備有更先進的決策機制，實時察覺異狀，同步回饋對應的決策模式修正。Intel 物聯網解決方案架構師莊欽龍博士表示，目前制造業者的生產設備大多未有實時且統一的數據收集接口，而廠內從生產到后勤物流運籌所涉及的流程繁瑣復雜，若出現大量不良品的后續處理極為棘手，不利生產效能與物料成本管控。
照片人物：Intel物聯網解決方案架構師莊欽龍博士
莊欽龍舉例說，電子組裝廠在 SMT 制程中，自動光學檢測儀 (Automated Optical Inspection, AOI) 于板上組件裝配后，往往將各項質量檢測項目的誤差容忍度設定在非常敏感的數值，幾乎每一片電路板都需要在線操作員親自檢測；但其實許多電路板異狀對于最終生產良率并不會造成影響。將測試條件設定如此敏感，將浪費許多人力在無謂的檢查工作，導致整體生產效率低落，當異常大量發生卻無法找出根本問題來源。因此，智慧工廠應聚焦于：如何透過 IoT Gateway 收集生產數據并加以分析、建立自動檢測模型，以優化生產排程并提高整體產能。
為了讓服務器和可視化技術能相得益彰，Intel 以開放態度海納多種工業自動化系統中常用的控制與通訊協議，讓設備商得以輕松介接各種工廠生產在線的機臺、機器人、控制器及其他制造設備，使數據的擷取與傳輸不再受到限制；當產在線的設備與數據都可被收集與整合，智能工廠不僅能確保所有生產步調一致，還能透過數據分析實時揪出不良品及肇事原因。莊欽龍表示，Intel 的智慧工廠策略是以既有工業自動化中的 ERP 與 MES 為基礎，實現上述的各項技術于產在線，讓客戶的生產機具得以實時修整至最佳狀況，朝工業4.0目標挺進。
圖1：有強力的底層整合奧援，開發商或導入者更能兼顧市場趨勢及自身需求
莊欽龍指出，邁入物聯網時代，需要產業生態系共同作戰的新型合作模式，非僅止于硬件商與系統整合商的合作，許多獨立軟件公司 (ISV) 更擔當物聯網功能多樣性的加速器，或是結合各種硬件與系統、形成特定智能化服務的觸媒轉化器。Intel針對從傳感器到云端各項關鍵技術，投入大量資源進行軟、硬件開發，形成一個開放式且跨 Quark、Atom、Core與Xeon 系統處理器的通用系統，讓工業自動化產業的合作伙伴及工廠內部自動化專業團隊，享有成本與設計的最大自主性，根據客戶需求規劃系統，無縫鏈接工廠ERP與MES系統，實時優化產線。
Wind River：建構「軟件定義」云端平臺
工控嵌入式系統龍頭廠商風河
工控嵌入式系統龍頭廠商風河
該公司基于嵌入式專業而發展的「Helix Device Cloud」物聯網云端平臺，為成千上百的 IoT 設備提供開通、設定、監視等服務，這些數據將在安全、可擴展且彈性的架構中傳輸，且機器對機器 (M2M) 溝通不會有延遲，便于流暢管理；有助建立 IoT 設備管理能力，克服設備「有生之年」可能遇到的挑戰，并可擷取、分析 IoT 機器效能，供研發和后續咨詢之用。它在邊緣服務器連接到云端或內部人員著手分析前，捕捉可能發生的問題，以快速導入創新產品和服務。特別一提的是，它是依使用人數及時間收費，且服務內容可客制調整，堪稱經濟實惠。
圖2：Wind River為ODM及設備廠，提供完整Edge-to-Cloud連網解決方案
數據源：Wind River網站
數據源：Wind River網站
Wind River 表示，智慧工廠對生態圈影響甚巨。為尋求「效率規模」，原料供貨商和成品販賣者的合作關系將打破傳統工廠隔閡，處于一個全新層級；與此同時，原物料供貨商亦能在權衡「在地化」及「全球化」思惟時獲得啟發，牽動商品售價策略、促使新競爭者加入或成本過高的生產者退出市場。另響應能源及減碳等環保政策，業界需要新技術以建設更為友善環境、永續發展的條件。Wind River 亦順應時勢，從單機操作系統邁向IoT垂直整合平臺，包括工業自動化；尤其看好對不良率容忍度低、或有連續生產需求的制造業，有升級智能工廠的急迫性。
Wind River工業事業群亞太區總監暨臺灣區總經理蘇奎錦指出，該公司素以高精密、高可靠著稱，甚至有不少自由軟件采用者被其穩定性吸引，轉而投向 Wind River 懷抱。他介紹說，Wind River除用于通訊、軍事、航空等實時性要求極高的「VxWorks」外，另有專為感測網絡設計、可直接與「Helix Device Cloud」連接的「Rocket」小型系統；即使機臺本身沒有應測器，也可借助跨平臺「Pulsar」開源技術以 Gateway 連網。在硬設備開發方面，Helix 有 App Cloud 與 Lab Cloud 分別供開發及模擬使用，至于硬設備控制，則有 Helix Device Cloud (HDC) 用于遠程監控與維護。
照片人物：Wind River工業事業群亞太區總監暨臺灣區總經理蘇奎錦
凌華：DDS連網協議有助橫向串聯「小單元」裝置
智能工廠狂潮駕臨，為工業計算機廠商開辟大展身手的契機；凌華科技 (ADLINK) 由于投入甚早且以創新聞名，一直與Intel及Wind River保持緊密合作，是 Intel IoT Solutions Alliance 優選會員 (Premiere member)；全球僅有五家廠商名列最高等級，凌華即為其中之一。該公司量測與自動化產品事業處協理游璨銘對工業4.0有深入觀察，透露即使西門子、三菱等自動化設備大廠皆有完整解決方案，但均屬「獨規」，現階段并無統一標準。雖然 2006 年曾誕生第一個工業 M2M 互操作性開發的通訊協議——「OPC統一架構」(OPC UA)，可惜卻有幾大缺憾。
智能工廠狂潮駕臨，為工業計算機廠商開辟大展身手的契機；凌華科技 (ADLINK) 由于投入甚早且以創新聞名，一直與Intel及Wind River保持緊密合作，是 Intel IoT Solutions Alliance 優選會員 (Premiere member)；全球僅有五家廠商名列最高等級，凌華即為其中之一。該公司量測與自動化產品事業處協理游璨銘對工業4.0有深入觀察，透露即使西門子、三菱等自動化設備大廠皆有完整解決方案，但均屬「獨規」，現階段并無統一標準。雖然 2006 年曾誕生第一個工業 M2M 互操作性開發的通訊協議——「OPC統一架構」(OPC UA)，可惜卻有幾大缺憾。
照片人物：凌華科技量測與自動化產品事業處協理游璨銘
例如，與 DCOM 配置頻繁、無超時組態和 DCOM 控制機制，以及安全等級不足等，皆不利IoT發展。為促進跨平臺溝通的效率及安全性，凌華力推美國軍方連網標準 DDS (Data Distribution Service，數據分布式服務)，并于去年底收購該領域先驅 PrismTech 公司，冀透過軟硬件整合——以Vortex軟件優化凌華既有產品，深化各種市場應用。游璨銘指出，物聯網的生態圈往往是由很多「小單元」組成，包括與手機等行動裝置的結合；采用 DDS 的優點在于它不須另行架構新階層，格外適合獨立而分散的節點互連，方便周邊裝置隨時進出網域。
更引人矚目的是，DDS 協議的算法特別適用于多對多 End-to-End 型態，能保證實時反應速度且可預測性高。事實上，DDS 在公共設施、智慧城市、電廠及煉油廠已行之有年。游璨銘認為，智慧工廠最顯而易見的好處是減少物資、人力和時間等資源浪費。尤其在講求少量多樣、市場變動迅速的后制造時代，從進料、生產到銷售都需要精算，否則可能因生產過剩而蒙受損失。然而在轉型過程中，終端導入者對于該導入哪些基礎架構的技術應用，未必有確切認知，而凌華正是重要技術推手。
圖3：智慧工廠必須將多個工廠設備連接至云端，并分析設備收集而來的數據、進行預測，對產品及相關機械設備實施優化控管
從設備感測、M2M對話到服務器，凌華因應導入者的個別產業需求，協助建置高效率的溝通架構及模型，利于排程變更和設備診斷，以降低市場不確定性與設備停工所造成的沖擊。游璨銘表示，目前車廠市場導向的「order to make」生產模式已蔚為風潮，若能提高效率，下訂到出貨時間可從一年大幅縮短為三個月。自 PC-based 和手持終端嵌入式系統出發、擴展到量測及服務器云端技術，加上積極參與國際標準化組織且有不少示范性客戶加持，凌華在機器視覺、運動控制等自動化布局完整，是不少系統整合商 (SI) 或自有 IT 團隊制造業者的得力后盾。
以「機械故障預測及診斷」情境為例，透過凌華 USB-2405 動態訊號擷取模塊采集傳感器數值，傳送到 MXE-200i 網關做初步運算并上傳云端，再結合凌華自行開發的 SEMA Cloud 嵌入式云端平臺，就能遠程監視與控制；以應用導向智能平臺 (Application Ready intelligent Platform, ARiP) 系統，結合應用軟件服務，提升產品穩健性、可靠性及易用性，讓 SI 有更大發揮空間。游璨銘建議有心導入智能工廠的業者，事前應審慎做財務分析、評估投報率——不只是單純人機替代率，還應將培養相關技術人員及后續操作維護的成本納入考慮。
NI：「量測」為智能工廠的基本功
同樣著眼于「量測與自動化」，NI則是以量測起家，PXI尤為主力 (適用于軍事航天、機器監控、汽車、工業測試等應用的計算機架構)。該公司營銷工程師吳維翰表示，不管是工業4.0還是生產力4.0，皆為了提升本地制造能力、駕馭能源，工廠的自動化和智慧化，旨在了解問題根本并據以改進；而「量測」在當中位居前線關防要角，因為「量化」是展開改進的第一步，有量測為基準，才有修復依據。他以「戰國時代」形容物聯網世界的百家爭鳴，牽涉層面和切入點甚多、且在可預見的未來數年，不太可能出現大一統的規格標準，故亟需各界相互合作。
同樣著眼于「量測與自動化」，NI則是以量測起家，PXI尤為主力 (適用于軍事航天、機器監控、汽車、工業測試等應用的計算機架構)。該公司營銷工程師吳維翰表示，不管是工業4.0還是生產力4.0，皆為了提升本地制造能力、駕馭能源，工廠的自動化和智慧化，旨在了解問題根本并據以改進；而「量測」在當中位居前線關防要角，因為「量化」是展開改進的第一步，有量測為基準，才有修復依據。他以「戰國時代」形容物聯網世界的百家爭鳴，牽涉層面和切入點甚多、且在可預見的未來數年，不太可能出現大一統的規格標準，故亟需各界相互合作。
照片人物：NI營銷工程師吳維翰
吳維翰對NI相關解決方案做了簡單導覽：CompactRIO 嵌入式控制與數據擷取系統，具有實時處理器可用于獨立或分布式作業，可嵌入到既有設備中，作為 IIoT (工業物聯網) 檢查哨；裝上機殼，就變身為小型嵌入式計算機。它內建熱插入工業級 I/O 模塊，可直接與傳感器、制動器連接，由控制器監控及診斷設備狀態——搭載 NI Linux Real-Time OS，用于網絡通訊、數據記錄、控制與處理作業。機械專業出身的吳維翰強調，以「養生」觀念善待機器，可延長使用壽命，且避免設備意外停機迫使產線停擺，方便廠務人員維運或補給備品。
吳維翰回顧，早期多以「定保」方式維護機臺，雖可摒除部分停工風險，卻無法預防意外。再者，「換新」不代表堪用，有數據顯示80%的事故與時間無關，所以實時在線監測有其必要性。坦言，對中小企業來說，在采購設備后多盼能「物盡其用」，沒有額外檢測預算；但設備不像生物擁有自我修復能力，一旦出現磨損或裂痕只會每況愈下。例如，工廠風扇葉片不平衡可能進一步引發轉軸歪斜，將產生更多問題；此時，用戶可利用 CompactRIO 模塊背板搭載的 FPGA 芯片客制化硬件，做 PLC 簡單邏輯控制。
技術員不須另行學習程序語言，即可透過 NI LabVIEW 圖形化程序設計工具快速開發。LabVIEW 內建數據轉換機制，可于 I/O 模塊與 FPGA 之間傳送數據，供實時分析、后處理、數據記錄或溝通網絡鏈接的主計算機之用；以「積木」思維，將市面上主要通訊協議整合成直觀選項。「所見即所得」的直覺式流程圖操作，讓制程、設備的關聯性一目了然，方便追根究底。此外，用戶可自行定義燈號、按鈕等人機接口的呈現樣貌，例如：綠燈代表機臺正常運行、紅色按鈕代表緊急中止……讓機械升級至數字化的過程更加自然、順暢。
圖4：LabVIEW有多種運算模型供用戶選用
數據源：NI網站
Exosite：軟硬整合，突破單兵作戰與時空限制
整合服務商遠景科技 (Exosite) 主張，工業4.0應具備以下特質：1.虛實整合：將運算與通訊 (尤其是行動通訊) 嵌入設備作業程序，達到實時感知、動態控制，并提供即時消息；2.虛擬工廠：生產流程先在虛擬環境中模擬及認證，再將所有軟件、參數、數值矩陣連結至控制量產的實體設備，進行生產設計、未知影響仿真、可視化所有數據控制；3.數據分析：整合量產、物流、服務，透過云端平臺現場監控，采集生產設備與產品數據傳送至云端分析，作為后續生產流程校準以因應市場變化；4.顧客導向經濟：多樣少量的客制化生產與銷售將成主流。
整合服務商遠景科技 (Exosite) 主張，工業4.0應具備以下特質：1.虛實整合：將運算與通訊 (尤其是行動通訊) 嵌入設備作業程序，達到實時感知、動態控制，并提供即時消息；2.虛擬工廠：生產流程先在虛擬環境中模擬及認證，再將所有軟件、參數、數值矩陣連結至控制量產的實體設備，進行生產設計、未知影響仿真、可視化所有數據控制；3.數據分析：整合量產、物流、服務，透過云端平臺現場監控，采集生產設備與產品數據傳送至云端分析，作為后續生產流程校準以因應市場變化；4.顧客導向經濟：多樣少量的客制化生產與銷售將成主流。
該公司亞洲區營銷長郁正德就其參與工業物聯網開發經驗，預言智慧工廠將改寫現有產業的游戲規則：1.從一次性產品到永續服務 PRODUCTS > SERVICES；2.由硬件轉為軟件主導 EMBEDDED > CLOUD COMPUTING；3.從被動到主動提供 REACTIVITY > PROACTIVITY。他指出，物聯網將改變原本產業生態，傳統產業的價值板塊亦將出現挪移。工業4.0將引導工廠內所有設備、物料、半成品、成品都將嵌入傳感器或連接云端，記載實時數據，進而監控生產過程、提升生產質量、修正良率和效率、加速產品上市時程。
照片人物：Exosite 亞洲區營銷長郁正德
不過郁正德表示，硬件技術升級已達高峰，如何真正提升商業應用的價值將呈現在軟件應用上。他指出，導入智慧工廠常會面臨三大困境：云端平臺可靠性 (Reliability)、連網設備溝通性與數據安全性。郁正德提醒，工業設備需要較高容錯率，并克服惡劣及艱難的運作環境，長時間可靠性不可或缺；多數工業設備往往需使用十年以上，工業物聯網裝置須將此納入參考，提供同等使用壽命。他并提到，欲將現有設備導入工業物聯網，最大困難點是如何讓設備和相關傳感器順暢溝通，重點在于通訊協議 (IP) 的建構，而數據安全亦是重要的一環。
為此，Exosite 提供整套云端功能來實作工業物聯網所需的數據儲存、裝置管理、分析及相關應用，模塊化、水平式、服務導向架構為其特點，并運用分布式霧運算 (Fog Computing) 節省帶寬，增強整體系統效能。企業可靈活配置數據以便開發和維運，包括：裝置元數據、數據源、裝置群組、存取政策、處理元素、事件和警示等。企業主可透過開放式 APIs 呼叫者驗證 (authenticated callers) 立即將手邊數據與外部服務、客制化網絡應用程序整合，或應用至其它內部系統。這些 API 經過優化，能輕而易舉地與全球連網裝置異地交換數據。
圖5：Exosite單一云端平臺可支持多個客戶端執行 attaching script 應用，處理實時的數據流和自動化流程
數據源：Exosite網站
多租戶 (multi-tenant) 服務器架構能降低用戶運作成本，并針對任務的關鍵數據徹底排除系統問題，避免停機；若有單租戶和私有云需求，亦可客制化。此外，Exosite 所有敏感接口皆使用銀行等級 SSL 加密，API 終端點會經由 SSL/TLS 通訊，避免竊聽、竄改或訊息偽造；用戶接口和網絡應用程序則以 HTTPS 加密，可保護隱私和數據交換的完整性。簡言之，Exosite 服務涵蓋商業模式建構、產品設計、價值分析，到 UI/UX 設計、架構建置、現場測試與部署，服務器監控、負載平衡管理、入侵檢測等服務，以及產出數據導向的智能分析。
