布局疫後新常態　智慧製造數位轉型提升韌性

2020~2021年深受2019新型冠狀病毒(COVID-19)全球大流行影響，使得市場需求面臨與以往任何單一事件都無法相比的劇烈轉變。企業受到極大衝擊，必須快速應對局勢與維持高度敏捷、建立業務彈性與契機，以在此重新連結的世界(又稱為新常態)發展茁壯。

隨著經濟重啟，製造商與加工廠商必須應對新的局面，在員工居家辦公下遠端維持營運。

數位轉型加速打破實體與組織疆界的能力，投入即時人力、連結團隊以及促進團結合作。這些企業在現實壓力下要管理供應鏈來維持完整性與彈性，以因應市場需求變遷，並透過監控正常運作時間的工具，在即時可見與控管的條件下遠端完成這項任務。本文提出對於新常態所需的新方法，該方法需要在充分運用強化安全架構之下，用於防範故障、確保產品履行與保護人員等。

2020年度的關鍵技術趨勢報告中，ARC Advisory Group著重的趨勢包括以下：部署下一世代的工業物聯網(IoT)邊緣解決方案；增加使用虛實整合系統；加速開發開放流程自動化系統和標準；重心從基礎數位化轉換為全面數位化的數位轉型；以及將系統工程實務套用至工業網路安全。以上各項作為皆係為了進入主流市場，或(若已進入)持續獲得認可，每一項都有關於工業、基礎設施與當今日趨智慧化的城市與市政當局進行整體數位轉型。對於2021年，本文提出了ARC Advisory Group主張將在接下來約十二個月漸趨重要的一部分關鍵技術。儘管並非涵蓋詳盡的列表，本報告所探討的技術奠基於疫情後企業在新常態重建的需求，勢必將對2021年工業、基礎設施與市政當局發揮影響力。

技術聚合轉變為技術融合

資訊技術與營運技術的聚合(IT/OT聚合)，隨著工業組織體認到其為數位轉型成功的關鍵，而加速了發展進程。IT與OT之間建立連結與/或聚合，對於企業的競爭非常重要。製造商與其他工業組織現今對於更緊密整合與更多資訊的需求與日俱增。有鑑於此，其已開始運用工業物聯網與工業4.0技術，以及包括5G網路、雲端與邊緣運算、積層製造、進階分析、數位分身、擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)、人工智慧(AI)、機器學習(ML)與其他新興技術在內的多項方針。

漸進IT/OT聚合包括IT/OT網路安全，其協助填補現存的資安漏洞以及確保整體企業維持一貫的安全等級。更進一步，聚合也包括整合電力與自動化，其涵蓋匯聚有關電子資產的資訊(例如位於馬達控制中心)與生產製程，以協助改良製造廠房內整個生命週期的永續性。聚合電力與自動化亦提供一個整合性數位方針，可提升相互操作性與彈性、降低資本支出(CAPEX)與營運費用(OPEX)開銷、增加生產效率、減少非排定停機時間，以及促進整體獲利能力。

ARC Advisory Group認為這種IT與OT、IT網路安全與OT網路安全以及電力與自動化之間的聚合不僅是趨勢，而會永久延續，形成真正的技術融合。時至2021年，將導入創新解決方案而期許讓這些技術超越聚合層級，進而融合為單一供應品。

營運彈性成為關鍵目標

企業數位轉型的其中一個目標在於確保營運彈性，以提升其應變能力克服當今日益險峻的業務風險。此類風險包括網路安全威脅、新的法規遵循命令，以及對於工廠及人員安全性更加嚴苛的要求。

即使在疫情爆發前，製造商也面臨著許多挑戰，諸如市場與商品不確定性、需求的波動快速、供應鏈中斷，以及訴求提升敏捷性、效率與永續性。然而疫情當前，使得這些挑戰更加擴大，促使製造商著重於以營運彈性作為一項關鍵企業目標。

為了達到營運彈性，企業通常必須破除實體與組織疆界，以更加完整投入人力、連結團隊以及促進即時團結合作。營運彈性也需要即時管理供應鏈，維持其完整性、敏捷性及彈性，使得供應鏈能應對市場需求及可用材料的變化。企業正部署新方法防止非排定停機時間與資產故障、確保產品履行、保護人員，以及強化安全架構。

從2021年起，製造商將尋求進一步提升營運彈性，從整個工廠生命週期來減少供應鏈弱點、降低安全性風險、改善遠端營運效能，以及最佳化生產。

遠端營運成為新常態

遠端營運管理在近年，已成為離岸鑽油與天然氣生產及離岸風場等特定領域的主流。然而依據社交距離命令，全球疫情大流行迫使更多企業轉為遠端營運。因此，許多以往在現場工作的員工，如今要在工廠外的地點辦公，如家中。這麼做需要以合適的網路安全工具來連結人力，其可提供即時能見度與控管，協助克服完全從遠端存取營運作業的挑戰。

理想上來說，促成遠端人力連結的技術應有助於相互合作與減少紙本作業，將安全取得資訊的權限提供給任何地點的適合人員，以及支援與遠端專家之間的互動。自動化與IT供應商都已採取行動，協助以創新解決方案滿足這些需求。

這些解決方案除了提升效率並讓員工擁有更安全的工作環境，更能幫助企業獲取及管理知識，以及涵蓋和部署新的工作流程程序。以擴增實境來說，遠端使用者得以觀看廠房將相關資訊數位覆蓋後呈現的任何資產。AR裝置(採用平板、智慧型手機、智慧型手表或「穿戴式」電腦)能感知遠端工作者的觀看對象，並顯示當下操作所需的資料。

這不只是短期趨勢，技術供應商在2021年起，將持續強化遠端營運的解決方案，以及工業組織可能接續以不等程度實施遠端運作。

自動化營運轉為自主化營運

受到全球疫情所驅動，工業極需新型的營運模式。歸功於數位化的進步、新興開放流程自動化標準，以及IT/OT聚合，製造商可掌握契機，將特定單位的營運從「自動化」轉為「自主化」營運。此轉型讓工作人員可投入附加價值更高的任務，以及提升作業廠房的可靠度與可預測性。目前由人力操作員在發生非預期狀況時下決策；未來，可由自主化系統作此類決策，以人力作為觀察與監督者。

得力於人工智慧、機器學習以及兼具歷史與即時資料的自主化系統，也能輔助獲取當前資深操作人員與技術人員的知識，協助減緩年近高齡屆退者對工廠營運及業務永續性的衝擊(至特定程度)。自2021年起，製造商將持續朝著自動化轉向自主化營運的方向進展。

邊緣運算平台轉型為邊緣自動化平台

邊緣運算平台及應用程式持續快速發展，不過通常必須有具備專有技能的企業IT人員協助，才得以進行安裝、編程、運作與提供支援。這使得設計開發出邊緣自動化平台，目的為在邊緣提供完整運算能力與效益。這些能力包括收集、分析、處理資料，並將資料即時在當地或就近儲存在收集資料的鄰近點。關鍵差異在於即使不具備特定IT技能者，也將能夠支援這些新的邊緣自動化平台。

邊緣自動化平台變得至關重要，因為用於工業加工暨製造應用的邊緣運算平台，通常受到OT小組管轄，即由該小組成員安裝、編程、運作與維修自動化設備，例如可程式邏輯控制器(PLC)、可程式自動化控制器(PAC)、分散式控制系統(DCS)、感測器以及其他儀器。這將大幅節省時間與人力上的開銷。不僅如此，邊緣自動化平台可在不需要現場或遠端IT專業支援的條件下持續運作。期許2021年將導入的新型邊緣自動化平台。

其他密切注意的潛在技術轉型趨勢與方針，包括智慧型影像辨識系統與視訊分析、生產環境中日趨主流的積層製造、在工業、基礎設施與智慧型城市中增加部署5G網路、應用程式容器化，以及對於相互連結資產進行生命週期管理/最佳化。ARC Advisory Group將持續研究與評估這些最新技術及方針，並期待在疫情後更為關鍵的工業、基礎設施與智慧型城市數位轉型中發揮影響力，使採行的任何組織不僅能適應新常態，更能在改變為常態的世界建立永續發展的一席之地。

(本文作者為ARC Advisory Group副總裁；並刊登於Rockwell Automation部落格)