智慧精密技術專輯主編前言

根據國際調查顯示，有超過60%的製造業者或軟體開發商準備將製造系統相關軟體移至雲端環境，其中以製造執行系統、企業資源管理系統、產線數位轉型、設備聯網等應用為主要雲端化目標，而國內的調查也顯示物聯網、雲計算、AI、大數據等議題是未來的投資重點，顯示不論國內外產業界，對於未來應用服務雲端化的趨勢都深表認同。相同的趨勢也反映在機械公會的問卷調查結果，在各種機械設備相關產業及製造業中，預測、分析、診斷、優化等應用服務是產業急需建立的服務能量，而這些服務都必須仰賴物聯網、雲計算、AI、大數據等技術。這樣的趨勢並不是只呈現在國內外問卷調查上，而是確實發生在很多國際一流機械產業、製造產業，比方說西門子的MindSphere平台正是運行於AWS與Azure平台，全球刀具製造大廠Sandvik利用Azure平台建立CoroPlus服務，將其大量的切削實驗數據、製程領域知識轉化為製造業所需的加工應用服務，工業通訊及控制大廠Bechhoff的工業物聯網裝置也都直接支援將數據上傳AWS、Azure平台，此外製造業大國的公協會、研究院相繼推動的各種標準資訊模型，也都是為了未來大量生產設備的數據可以在雲端應用服務間進行無縫整合。
我國機械產業在2019年產值已超過一兆元，機械公會白皮書中提出未來持續朝向智慧機械與智慧製造的方向邁進，每年穩定成長8%為目標，希望在2025年達成機械產業總產值2兆元的願景。而實現此願景的關鍵因素之一，在發展智慧機械與智慧製造所創造的高附加價值。
展望台灣發展智慧機械與智慧製造，機械公會(TAMI)訂定短中長期目標，短期目標是將新舊機台聯網，聯網才能進一步地獲得更多資訊與加強管理；中期目標是加速發展感測器與機械雲；長期目標是請相關研發單位協助機械業發展工業等級的感測器，未來可透過感測器及感測模組訊號的分析與回饋來掌握機械加工的實際情況及達成異常監控的功能。目前國內已有數種不同用於製造業的機聯網平台，聯網功能與資料擷取方面各有所長，但幾乎都可提供如稼動率等基本資料視覺化服務，同時也都積極的透過如OPC UA、MQTT等國際標準通訊協定與國際接軌。
本期文章含概CPS、Digital Twin、5G資安與控制器應用文章，透過軟實力的研發，協助智慧工廠建置與數位轉型。趨勢顯示雲端運算與軟體服務已是未來數位轉型的捷徑。然而現有的軟體類服務也面臨以下問題：
‧ SMB APP互不相容：各學研單位或商用SMB雖然各自有其外掛擴充或APP機制但互不相容，無法配合客戶需求而搭配不同廠牌功能互補的SMB APP，導致重複開發資源浪費。
‧ APP之間的連線資源衝突：SMB APP多需要與控制器或訊號擷取卡通訊，不同的APP之間有可能因為連線資源衝突而導致無法同時運行。
‧沒有標準化的SaaS/App開發流程：開發SaaS/APP的開發工具、第三方套件、程式語言、授權模式眾多，有心投入開發智慧製造、智慧機械軟體的開發人員不易選擇，需要制定一套標準開發、上架、安裝、更新流程。
‧資訊模型定義不同：各家SMB、數據採集軟體都會從機台、裝置、感測器收集數據，並且以某種自定義資料模型儲存之，但資訊模型定義不同會造成不同的軟體系統收集數據因為格式不同而無法匯入數據分析流程，且不同的格式之間有可能因為資料欄位的缺損而無法互相轉換，解決方法就是根據產業別制定標準資訊模型，或者遵循國際現有的資料模型標準。
‧機聯網平台功能重複性高但無法互相整合：國內各機聯網平台大多都能提供快速而即時的製程和設備狀態顯示、安全防護、製程優化、誤差補償、品質監控等功能，同時也能將數據上傳至雲端作為電子看板、設備OEE計算等分析用途；部分機聯網平台已具備從雲端下載和安裝軟體模組的機制，但仍未和雲端運算技術結合，且無法提供使用者自動而簡易的安裝、更新作業。除此之外，機聯網平台提供的擴充性大部分都限制以平台開發者定義之軟體介面來實現，通訊功能僅能跨設備但無法跨平台(Windows / Linux / Mac)，不同的機聯網平台軟體也幾乎無法互相通訊或整合。雖然各產業雲端應用服務需求明確，但各機聯網平台重複開發的聯網與雲端系統造成技術擴散效益不佳，無法提供業界較全面性的整體解決方案。
為解決上述問題，經濟部將於未來四年(FY110-113)內投入12億研發資金，發展機械業所需的物聯網、雲端應用軟硬體模組，FY109年起委託工研院、資策會、金屬工業研究發展中心、精密機械研究發展中心等法人單位持續深化標準化地端軟體及智慧機械雲平台，同時建立金屬切削、金屬成形、橡塑膠、電子加工、木工、雷射加工等產業應用案例，並且持續投入在(1)地雲生態架構與產業標準支援工具(2)跨廠供應鏈優化群聚製造服務系統(3)設備智慧化與系統整合應用驗證。
期待未來的數位轉型是基於標準、通用的SMB與雲端環境承載各式專/通用軟體快速的佈局到中小企業的場域，亦有利於本文之技術快速複製到需要者的手上。