IIC發(fā)展歷程

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟發(fā)展現(xiàn)況自GE提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industry of Internet)與“1%的威力”，以及德國工業(yè)4.0引入虛實整合系統(tǒng)(Cyber Physical System，CPS)概念后，結合網(wǎng)絡和物物相聯(lián)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)成為熱門議題。相較于工業(yè)4.0是整體制造架構的革新，IIoT更著重提升跨工業(yè)領域的兼容性與安全性。但工業(yè)制造領域涵蓋層面廣泛，各類設備、技術協(xié)議與信息系統(tǒng)非常繁雜，加上技術汰換率較低，許多舊技術仍在在線運作，降低各設備間的溝通兼容性。因此，當物物相聯(lián)的需求來臨時，高難度的整合議題成為一大挑戰(zhàn)。

正因工業(yè)制造領域架構龐大復雜，加上需整合的范圍廣，許多廠商開始組成聯(lián)盟來推動市場變革，從運作架構、技術框架、安全防護與開發(fā)環(huán)境進行協(xié)議整合。這些聯(lián)盟代表的不僅是標準或制度，更代表產(chǎn)業(yè)將塑造新的生態(tài)系，也因此聯(lián)盟發(fā)展至關重要，將大幅影響未來整個工業(yè)制造領域的走向和體系。

以下將介紹Industrial Internet Consortium(后文皆稱IIC)與AVnu Alliance兩大聯(lián)盟，分別代表兩大工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主軸。

IIC：建立完整框架

IIC為AT&T、Cisco、GE、IBM與Intel于2014年共同成立的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，目前已有240家會員，如軟件平臺廠商PTC、機電大廠ABB、云端廠商Microsoft、測試廠商National Instrument、傳統(tǒng)制造大廠Siemens與芯片廠商Qualcomm，生態(tài)系相當完整。

同時簡化科技以降低相互連接的困難度，并以聯(lián)盟形式逐步影響各組織制定標準的流程和走向，進而提供測試場域，讓創(chuàng)新技術與商業(yè)模式得以實行。

在架構演進上，IIC在2015年于柏林發(fā)布工業(yè)網(wǎng)絡參考架構(Industrial Internet Reference Architecture，后皆稱IIRA)，針對跨工業(yè)領域會遇到的安全隱私、聯(lián)機與互操作性問題制定架構，讓現(xiàn)存標準或未來可能出現(xiàn)的新標準能統(tǒng)一在此安全架構下運作。

IIC也與不同聯(lián)盟合作，如2015年3月與物聯(lián)網(wǎng)組織OIC(現(xiàn)已改為OCF，并與AllSeen合并)結盟，透過技術互通與信息分享，兼容于彼此的參考架構和開發(fā)框架。2016年則與工業(yè)4.0平臺(Industrie 4.0)達成合作意向，其中IIC著重跨工業(yè)領域的集成，包括能源、醫(yī)療、制造、運輸與公共領域等，而Industrie 4.0則聚焦工業(yè)制造。

在資安方面，IIC也于2016年9月底發(fā)布IIRA第一版安全協(xié)議(Industrial Internet of Things，Volume G4：Security Framework，IISF)，是由芯片制造商、設備開發(fā)商與終端用戶共同訂定。如何順利相連又不影響既有功能、不受外在侵入或干擾，或在不受到外在威脅的情況下增加預測功能(通常是透過連接云端)都是考慮重點。

AVnu Alliance：

建置底層通訊技術

AVnu Alliance是由Broadcom、Cisco、Harman、Intel與Xilinx等廠商于2009年成立，主要進行音頻視訊橋接(Audio Video Bridging，AVB)與時效性網(wǎng)絡(Time-Sensitive Networking，TSN)的標準制定和認證服務，其中TSN主打工業(yè)以太網(wǎng)通訊，致力于實現(xiàn)利用單一網(wǎng)絡技術來整合工業(yè)環(huán)境中OT(Operations Technology)和IT(Information Technology)間的溝通。

TSN是根據(jù)以太網(wǎng)絡IEEE 802標準制定，明訂不同以太網(wǎng)絡層和功能需求，并確保裝置間的互操作性，且能將目前100Mbit/s等級的工業(yè)以太網(wǎng)絡傳輸速率大幅提升10倍以上至Gbit/s等級傳輸量，足以支持工業(yè)4.0時代的各類應用，如工業(yè)大數(shù)據(jù)、云端運算、自動化、人工智能、機器人與3D打印等。

目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)許多應用如機器視覺、3D掃描與電力分析等在進階感測應用上有一定困難，主要原因就是受限于網(wǎng)絡帶寬資源緊繃，而TSN將會納入標準的以太網(wǎng)絡速率，包括目前使用中的1Gb、10Gb與400Gb，并支持全雙工通訊，有望滿足上述應用的帶寬需求。

此外，TSN優(yōu)先處理快速系統(tǒng)響應和閉回路控制應用所需的低延遲通訊作業(yè)，等級可達到數(shù)十微秒的傳輸時間，以及數(shù)十毫微秒的節(jié)點時間同步效能。為確保高時效傳輸效率，TSN還可透過自動化設定提供高穩(wěn)定的數(shù)據(jù)路徑，借助封包復制與合并完成路徑備援，大幅減少數(shù)據(jù)遺失、延遲與同步上的困難。

TSN希望能整合OT和IT架構，以及時效性和非時效性數(shù)據(jù)，并依照應用需求有效調(diào)整，但TSN屬于底層通訊技術，若要采用新的底層技術須考慮廠商的接受程度，因此TSN沿用標準的以太網(wǎng)絡組件和IT傳輸作業(yè)，承襲既有的以太網(wǎng)絡特性，如HTTP接口和網(wǎng)絡服務等。

參與TSN標準訂定和測試的廠商不乏許多大廠，2016年3月以National Instrument為首，聯(lián)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC，以及Bosch Rexroth、Cisco、Intel、KUKA、Schneider Electric與TTTech等共同開發(fā)TSN測試平臺。未來IIC內(nèi)的廠商都能以TSN進行底層技術的升級，大幅提升TSN在市場的接受度和可用性。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺崛起-以GE Predix為例

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟負責制定各類標準，并建立大架構下每層關系，讓各廠商在有彈性且得以互相溝通的框架內(nèi)進行商業(yè)運作，也就是說工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟建立了整個產(chǎn)業(yè)的「骨架」，但要讓產(chǎn)業(yè)充滿“靈魂”，則仰賴各廠商的商業(yè)模式和服務提供，提供完整運營支持的后端物聯(lián)網(wǎng)平臺就扮演重要角色，讓廠商能順利建構自家商業(yè)體系。

以下即以GE Predix平臺為例，探討工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展。

GE應對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)潮流，搭配數(shù)字化轉(zhuǎn)型業(yè)務，推出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺Predix，初期僅提供GE客戶或?qū)ｉT廠商使用，但2015上半年已全面開放給所有廠商。Predix可視為工業(yè)領域特用的操作系統(tǒng)，主要目標是透過接取終端硬件和設備數(shù)據(jù)，連接各類工業(yè)設備。

由于Predix是基于云端發(fā)展，特別強調(diào)Cloud Foundry建置，讓工業(yè)領域客戶省去自行建置云端或后續(xù)維護的麻煩，更可充分利用云端替廠商進行業(yè)務優(yōu)化，例如搜集全球內(nèi)建傳感器的機械設備數(shù)據(jù)(設備需通過Predix-ready認證)，并連接數(shù)據(jù)將這些智能機械設備和Predix平臺中各式軟件結合，再進行實時分析。GE最初是將此架構應用在油氣工業(yè)和航空等先進機械設備。

Predix系統(tǒng)架構相當龐大，從智能設備認證、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)連接、邊際運算架構與云端系統(tǒng)建置和服務提供，到最后的分析工具都涵蓋在內(nèi)。在最關鍵的分析工具方面，GE透過投資大數(shù)據(jù)分析平臺廠商Pivotal，讓Predix的分析能力進一步強化。此外，GE也持續(xù)透過并購或合作，提升平臺中各種能力，如去年底并購云端服務廠商ServiceMax與知名物聯(lián)網(wǎng)軟件廠商Bit Stew，并于2017年與公有云大廠Microsoft的Azure平臺合作。

若從GE Predix平臺發(fā)展來看，可簡單歸納出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的幾點趨勢：

一、Predix的核心是提供Cloud Foundry建置，現(xiàn)今客戶重視應用的快速開發(fā)和快速上線(Time to Market)，因此平臺透過提供基礎建設整合，讓用戶可以更專注在本業(yè)發(fā)展。

二、目前大部分廠商沒有能力和資金進行大量且長時間的數(shù)據(jù)匯整，因此工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺需提供簡易、直觀且兼容性高的數(shù)據(jù)集成功能，才能協(xié)助廠商順利跨出工業(yè)智慧化的第一步。

三、對廠商而言，平臺的最大價值在于提供分析能力。Predix平臺真正發(fā)揮效用也是在GE投資Pivotal后，讓Predix的分析運算能力得以強化，協(xié)助客戶找出數(shù)據(jù)蘊含的洞察(Insight)。

四、現(xiàn)今廠商的業(yè)務開發(fā)或企業(yè)營運不只局限在單一環(huán)境，而會依需求找尋最佳環(huán)境。因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺必須擁有高度可用性和支持能力，運作于云端、霧端或數(shù)據(jù)中心等。

五、承上，因為環(huán)境多元，加上黑客事件往往會造成廠商極大損失，因此用戶在使用或搬移數(shù)據(jù)時，平臺將扮演重要的保全角色。

小結

一、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟發(fā)展朝向串接與整合趨勢邁進

與各大物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟逐漸整合的情況類似，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟也正朝向相容合作邁進，整體框架、連接性與安全性都會更整合。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的參與者彼此間的連結性與可靠性的要求遠大于消費性物聯(lián)網(wǎng)，擴散出去的網(wǎng)絡更是綿密復雜，因此市場參與者若無法融入各聯(lián)盟標準或框架，很難在市場中生存，而未來即使出現(xiàn)新的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，也勢必會與既有現(xiàn)存的大型聯(lián)盟合作。

二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺功能需更多元，但協(xié)助客戶專注本業(yè)的使命不變

目前市場上工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺十分多元，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各層與各層間的專業(yè)度和連結性相當高，非工業(yè)領域背景的平臺廠商無法應付，唯有將工業(yè)專業(yè)知識確實融入平臺間，才有能力和機會進行整條產(chǎn)業(yè)鏈的平臺串整，許多企業(yè)客戶需要的也正是這種多功能、高整合性的平臺服務，讓他們能更專注在自身業(yè)務。