工業閘道器晉身Edge AI核心　持續進化充實效能

在全球製造業的數位轉型歷程中，工業閘道器(Industrial Gateway)並非天生的明星，從不起眼的網路節點開始，歷經數次關鍵「進化」，才發展到承擔智慧製造數位轉型核心的角色。從最初的單純數據轉發，到物聯網時代的數據匯聚，再到如今AI浪潮下成為邊緣智慧樞紐，工業閘道器的發展歷程，正是製造業智慧化進程的縮影。
工業閘道器數次進化
在工業自動化的早期，工廠內部設備的通訊是高度碎片化的。各式各樣的控制器(PLC)、感測器、馬達驅動器等操作技術OT設備，各自使用專有通訊協定。這些協議彼此不兼容，使得不同設備之間，以及OT層與IT層之間，形成了一個個數據孤島，難以實現互聯互通。而工業閘道器早期就是扮演通訊協定轉換器與資料轉發器。將OT設備產生的異質數據，轉換為IT系統能理解的標準格式，再透過有線網路傳輸到後端的監控系統或數據庫。這些早期閘道器往往著重於穩定性與可靠性，以適應嚴苛的工業環境，不強調智慧化程度與資料處理能力。
隨著物聯網(IoT)概念的興起，製造業開始意識到數據的巨大潛力。不再僅僅是將數據轉發，而是要將海量的資料匯聚起來，進行初步的處理與分析，為更高層次的應用做準備。工業閘道器的角色因此出現第一次關鍵進化。工業閘道器成了工廠的資料匯聚中心和邊緣前哨。它們開始具備更強大的處理能力，能夠同時連接更多設備，並處理大量的資料。
進入AI時代，工業閘道器在產線的重要性完全蛻變。工廠開始追求資料驅動的智慧決策。工業閘道器從一個數據通道，進化為具備邊緣運算與AI推論能力的智慧決策中樞與資安堡壘。AI成為工業閘道器賦能的關鍵，閘道器也成為AI落地的重要裝置。
邊緣AI強化工業閘道器重要性
智慧工廠對即時性有著嚴苛的要求。例如，生產線上的瑕疵辨識、設備異常偵測、預測性維護等，都需要毫秒級的響應。因此，將AI推論能力下放到邊緣閘道器，成為必然趨勢。恩智浦半導體市場行銷資深經理陳世和(圖1)表示，該公司i.MX 95系列處理器整合eIQ Neutron神經處理單元(NPU)，為工業閘道器提供了邊緣AI推論能力。讓閘道器能夠即時收集來自多感測器的數據，並在本地完成AI分析，實現快速決策與響應。

隨著AI閘道器成為核心，資安威脅也持續升高。陳世和提到，NXP提供完整的資安解決方案，將工業閘道器從被動防禦提升為主動韌性的資安堡壘，包括EdgeLock SE05x安全元件與EdgeLock Assurance計畫。NXP的工業閘道器解決方案不僅在AI運算、無線連接和資安防護方面提供單點突破，更以其模組化設計，實現即插即用和彈性部署。其產品涵蓋智慧工廠、能源管理、智慧建築和交通系統等工業閘道器的主要應用市場。
工業閘道器應用領域廣泛
工業閘道器的智慧化，也促使其成為兵家必爭之地，四零四科技台灣製造市場部銷售總監劉孟迪指出，新一代智慧工廠主流骨幹網架構(圖2)顯示，資料在工業網路越來越重要。透過邊緣運算(Edge Computing)協助工業閘道器進行邊緣推論(Inference)可以提升製造效率，各家廠商持續推出高算力的工業閘道器。

凌華科技(ADLINK)針對智慧能源與製造市場，推出EMU-200/210系列工業級物聯網閘道器，強調極簡開發流程、靈活通訊能力與三階段軟體支援，為分散場域注入實戰整合力。凌華科技IoT策略解決方案與技術事業處產品經理邱紹鈞說明，EMU系列採用Arm架構，支援-40~70°C寬溫運作，具備Wi-Fi、4G甚至5G模組，能勝任戶外與嚴苛環境應用。
在應用上，凌華的閘道器廣泛部署於能源管理、充電樁控制與太陽能儲能等場景。邱紹鈞進一步解釋，以能源管理系統(EMS)為例，EMU-200同時支援RS-485與乙太網路介面，可與智慧電表對接，再透過MQTT、RESTful API上傳至雲端平台如AWS IoT Core或Azure。根據凌華實測，在實際專案中可縮短約40%的開發與整合時程。
針對EV充電樁管理，EMU系列內建OCPP 1.6J協議，不僅能與台達、飛宏等設備即時通訊，還能支援負載平衡控制、會員管理、即時電力統計與費率管理，甚至在無雲端平台的情況下亦可獨立運行。
另外，凌華也已布局具AI推論能力的閘道器方案，Arm平台如MXA-200搭載NXP i.MX8M Plus，支援3TOPS AI算力，適用於臉部辨識等輕量應用；而進階型MXA-312M與MXE-230則能提供最高100TOPS的算力，滿足更高階的製造或場域安全需求。從能源到製造，凌華以閘道器為核心，把OT資料看得見、整得快、傳得穩、算得動。
工業閘道器技術挑戰
隨著AI的發展，工業閘道器備受看好，但相關挑戰亦不可少，陳世和認為，協議轉換與整合必須支援多種協議(TSN、OPC UA、CAN、Ethernet、Wi-Fi等)，確保不同設備之間互通；再者，工控環境嚴苛，需具備高可靠性與遠端維護能力；亦需在邊緣即時推論並防範資安威脅；在高密度工業場景中，Wi-Fi 的干擾管理、漫遊及QoS也是挑戰之一。
陳世和強調，未來的工業閘道器將需整合，通訊協議TSN、OPC UA、5G RedCap
以及Wi-Fi 6/6E/7等，支援高頻寬、低延遲的工業網路需求。Wi-Fi解決方案(包含低延遲、高效能)也將成為未來工業閘道器的核心。AI運算模組如NXP的eIQ軟體平台與Neutron NPU，支援邊緣AI推論：資安元件如 EdgeLock SE05x，提供硬體級安全防護。
智慧製造邊緣運算核心
在物聯網興起之後，工業閘道器的應用範疇不斷擴展，從最傳統的製造業產線到新興的再生能源電廠與非典型的應用領域，如印度的銀行，昇頻執行長陳文雄說，印度的基礎建設差，所以地方銀行在將每天交易資訊與帳務等敏感資料上傳時，選擇採用工業閘道器強化資料傳輸的安全性與穩定性。
工業閘道器的進化仍在進行中。隨著智慧工廠與綠能系統的規模擴張，工業閘道器不再只是資料轉譯與傳輸的設備，而是決定場域效率、整合速度與可擴展性的關鍵樞紐。未來，它將更緊密地整合TSN、OPC UA、5GRedCap以及最新的Wi-Fi標準，為工業網路提供極致的低延遲與高頻寬。AI運算模組將更加強大，資安防護將更加智慧化、自動化。台灣業者憑藉在電子製造與系統整合方面的
強大實力，在這一波由工業閘道器驅動的智慧轉型進化浪潮中，扮演不可或缺的角色，共同點亮智慧製造的無限可能。工業閘道器，這個曾經的幕後英雄，正以其不斷超越自我的姿態，成為智慧工廠的真正核心。