5G低延遲、大頻寬與廣連結等優勢，為工業物聯網(IIoT)帶來發展契機，而結合AI與邊緣運算，則將實現各種智慧化功能，透過數據儀表板即時顯示的工廠自動化系統效能狀況，進行更高階監控，提升整體生產效率。
製造業的智慧化、數位化轉型在疫情推波下，已緊鑼密鼓展開，而5G、AI與邊緣運算(Edge Computing)是這波部署浪潮中不可或缺的關鍵技術。5G低延遲、大頻寬與廣連結等優勢，為工業物聯網(IIoT)帶來嶄新發展契機，而結合AI與邊緣運算，則將進一步實現各種智慧化功能，透過數據儀表板即時顯示的工廠自動化系統效能狀況，進行更高階監控，以及在運作超過臨界點時提出預警，提升整體生產效率。
目前3GPP已在Release 16版本中完成對工業物聯網應用支援的初步標準，並將於預定2022年完成的Release 17版本中，提出更完善的IIoT技術規範。因應5G工業物聯網的發展，既有廠房設備與基礎設施，勢必須相應提升資料蒐集、串連、傳輸與運算控制等效能，並做好資訊安全的防禦準備，因此，諸如IO-Link、時間敏感網路(TSN)、IEC 62443工業網路安全規範等技術日益受到重視。本活動深入探討5G工業物聯網時代重要的技術發展現況，以及系統整合與部署實務考量。
圖1 意法半導體亞太區NFC/RFID策略行銷經理黃鐙誼指出，NFC/RFID可滿足IIoT資料安全、快速傳輸、低成本與效率等需求。
NFC/RFID建構高效/安全產線聯接方案
IIoT環境資料傳輸需求為資料安全、資料快速傳輸、低成本與效率，為了滿足這些需求，意法半導體亞太區NFC/RFID策略行銷經理黃鐙誼(圖1)指出，NFC/RFID傳輸距離短，每一個標籤(Tag)都擁有一個獨一無二的UID，無需設定就可以快速連接，雙向傳輸資料且標籤不需電源，具備NDEF(NFC Data Exchange Format)能夠在NFC設備或者標籤之間進行訊息交換的資料格式，NFC亦可以供電等特性。
利用RFID進行智慧生產及製程管理，黃鐙誼表示，以CNC工件加工為例，會使用到多支刀桿。而傳統的人工上機設定流程，除了耗費較多的時間，也增加發生錯誤的風險。而刀桿嵌入RFID標籤進行智慧管理，便有透過感應方式裝刀及換刀、可自動機外校正、方便加工時的監控及生產數據記錄與優化刀具壽命管理等優勢。
圖2 信果科技應用工程師方健維說，透過量測方案可確保在嚴苛的製造業高溫、油汙、粉塵環境下，維持通訊訊號品質。
ST的NFC產品分為三類，黃鐙誼說明，NFC/RFID標籤、動態NFC標籤、NFC/RFID讀取器，相關系列產品稱為ST25，並提供開發支援，包括結合STM32 MCU上的開發工具，天線開發工具e-design，PC軟體開發套件與手機應用程式開發套件，同時提供豐富的技術支援文件。
電源/提升射頻量測提升產線可靠度
IIoT的電源與射頻表現是應用時的重點，IIoT無論是研發階段或生產階段，都會透過測試儀器，以確保產品的品質，量測項目則是以射頻效能與功耗為重點。是德科技代理商——信果科技應用工程師方健維(圖2)說，透過網路分析儀、頻譜分析儀、直流電源分析儀等可了解產品的品質，確保在嚴苛的製造業高溫、油汙、粉塵環境下，維持通訊訊號品質。
圖3 資策會系統所工程師劉舒慈解釋，5G IIoT應用的技術標準以3GPP的R16與R17版本為主。
針對物聯網設備，動態電流範圍較大，是德科技提出完整解決方案，從低電流與入門的產品到高階產品。例如34465/70A數位萬用電表，可以量測低功率元件的超低電流；示波器搭配N2820A 3 MHz/50uA高靈敏度交流/直流電流探棒，為寬動態範圍和高靈敏度量測而設計；B2900系列SMU精密型電源量測設備；模組化直流電源分析儀N6705C，可用於穿戴式裝置、小電流量測、功耗分析、鋰電池活化實驗。CX3300元件電流波形分析儀，提供14或16位元解析度，適用於IoT PDN特性分析、醫療、汽車、行動裝置和非揮發性記憶體元件特性分析。 R16底定5G IIoT箭在弦上 5G IIoT應用的技術標準以3GPP的R16與R17為主，資策會系統所工程師劉舒慈(圖3)解釋，R16規範已於2021年6月完成最終版本內容，R17預計於2022年9月完成制定。製造業不同的應用針對5G通訊有不同的需求，eMBB可以支援擴增實境(Augmented Reality, AR)與虛擬實境(Virtual Reality, VR)，可應用在供應和庫存管理、物流與營運管理；mMTC有助實現無線感測網路，亦可應用於營運管理與裝置定位；URLLC可協助遠距遙控與自主機器人的應用。
可靠性是產線運作時非常重視的項目之一，以99.999%與99.9999%可靠度水準為例，5個9就是一整年允許產線出錯的時間為315.36秒，而6個9則是31.536秒，不同應用對於可靠性的要求也不盡相同。而R17主要是補充與優化R16的項目，主要討論的內容包括：生存時間(Survival Time)、時間同步(Time Synchronization)與時間敏感網路、工廠控制器的控制次系統間協調通訊(Control-to-control Communication for Industrial Controller)與智慧電網(Smart Grid)等。