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數位時代 融合創新 - IT+OT融合創新 促成數位轉型
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提到科技創新,大多數人多半會馬上聯想到與電腦、網路等各種硬體的資訊科技(Information Technology,IT),誠然有關數據資料的建立、傳送、儲存和保護,資訊科技確實扮演相當重要的角色。如在智慧工廠中,虛實整合系統(CPS)、射頻識別(RFID) 、嵌入式系統(ES) 、感測器(Sensor)、執行器(Actuator),移動設備(Mobile Device)和生產設施,都需要透過物聯網(IoT)和工廠車間內外連續交換數據。

IT+OT 融合創新 做到數位轉型
但要讓這種級別的互連性,能夠有效地使獨立的物流系統、協作機器人和自我控制的製造過程,能夠相互協調地工作,非常需要工業控制系統(Industrial Control System,ICS)等各種操作和程序控制提供協助,這些專注於建立和維護具有實體影響的控制過程相關技術,就稱為運營科技(Operational Technology,OT) 。

其實早在許多IT出現之前,OT的重要性就已廣泛受到重視,如日本企業提出的即時生產(JIT)、看板管理(KBM),德國企業提出的柔性製造系統(FMS)等都屬於OT的範疇,但由於目標與要求和IT完全不同,常常都是在隔離和獨立的網路中執行,IT與OT之間並沒有太多的交集。

但隨著IT發展的突飛猛進,進入工業4.0時代後,透過物聯網、大數據與雲端智能,使IT與OT兩者終能展開對話,由OT領域的傳感器獲取數據,上傳IT領域的雲端中心執行大數據分析,繁衍出各種創新應用,兩者之間能否有效融合貫通,已經成為帶動服務與數據創新的關鍵。

數據賦能是融合創新的目的
雖然融合IT及OT的創新概念,也已成為許多企業發展數位轉型的思考重點。但根據至德科技在2020年對台灣136個企業的調查中顯示,儘管對於數位轉型和工業4.0,36.7%認為是當務之急,58.8%的企業認為是未來的機遇,但只有30%的企業知道如何進行數位轉型並且執行,甚至有10%的企業沒有執行也不知道如何進行。

至德科技指出,企業管理層的關注和參與流程再造的投入是成功的基礎,對IT+OT的必要策略理解也非常重要,能否讓員工對數位問題變得更加敏感,謹慎地處理安全問題,也變得至關重要。

鼎新電腦董事長古豐永也指出,近年面對工業4.0與數位轉型浪潮,企業面對三大挑戰:「IT與OT的數據整合、能力的重新賦能,智慧化發展的路徑。」IT與OT的數據整合,因近幾年新科技及新設備發展,已有不錯的因應方法;近年因GPU與AI、大數據的發展,讓智慧化
也找到清晰可行的路徑,但面對改變能力的重新賦能,大家都還在找尋因應之道。

蒐集數據
須考量全方位需求

鼎新電腦工業APP事業部資深顧問曹永誠指出,數據是一切的基礎,透過工業互聯後的數位數據,才能開啟企業數位化的開端。以OT數據來說,大部分的數據來自於機台設備。製造業工廠大多是委託系統整合(System Integration,SI),以機上盒(SMB)機聯工廠機台設備來蒐集OT數據。但可能是習慣問題,機聯的範疇,多半只涵蓋生產機台,且只著重於機況與產量。

實際上,只是蒐集生產機台的數據,可能無法有效融合創新。因為工廠內的機台不僅有生產機台,也包括廠務機台與檢測機台。廠務機台如塑膠射出成型機的模溫機、烘料機等,與供應生產機台的水/氣/電/化的設備,雖然無法獨立生產產品,而是支援性質,但一旦出問題,一樣會拖累生產機台無法順利量產。

而用以量測產品產出後的品質檢測、或材料進料檢驗等的檢測機台,因為常被歸屬於品質體系,較少放進生產製造的機聯範疇內,但檢測機台的量測數據,卻是生產設備產出成果好壞的相對應數據,對於後續應用大數據分析來進行工程改善至關重要。

曹永誠因此指出,要全面性地把這三類機台都導入機聯網蒐集數據,如果企業預算有限,可以分階段導入,先以瓶頸機台為中心,然後納入其周邊設備與檢測機台。一方面避免因為周邊設備沒管控好被拖累;另一方面透過檢測數據的聯網,可以更即時的偵測早期異常,使其在良率出問題的最開始,就可以快速反應介入處理,避免損失的持續擴大。

IT 與OT 壁壘分明 融合挑戰仍高
但大聯大控股世平興業物聯網解決方案事業部副總經理鈕因任指出,IT領域過去30多年來,在標準化推動下發展相當成熟,至今可說是多量少樣;相對的,OT環境卻是少量多樣,到目前為止仍舊是欠缺標準的狀態。

但如今OT環境正在逐步建立標準,包括製造業的現場匯流排(PROFIBUS)協定,例如RS485/232等,原本運行的環境為封閉式,如今已可藉由時效性網路(Time-Sensitive Networking,TSN)加以包裝,基於IEEE 802.1規範的標準乙太網路延伸技術,使其在IP環境中傳遞。

IT與OT要達到融合創新的目標,不僅要克服技術層面的問題,更要克服組織架構的挑戰。IBM指出,必須要先跟高階管理層溝通,定義關鍵績效指標(KPI)與投資報酬率(ROI)之後,才能要求組織開始執行,如果只是單點突破和創新,就很難帶來更高的融合創新價值。

IT 及OT 必須有效溝通資安業者Fortinet指出,IT及OT融合創新的另一個風險,則是組織內部缺乏安全專業知識,尤其是許多資訊安全專業人員,因為欠缺OT環境的經驗,也使得OT已經成為資安的主要漏洞。以工業控制系統(SCADA/ICS)為例,Fortinet指出,超過三分之一的資安疑慮,就是對連線的物聯網設備預藏的後門漏洞。

IT及OT這2個團隊和基礎設施,如果在達成目標和解決網路風險方面,沒有互信基礎,就容易形成衝突,而無法融合。如IT的首要優先事項是保護資料,包括知識產權、公司財務,以及員工或客戶的私人資料。為了因應這些挑戰,他們傾向於遵循傳統的CIA層級來確保安全:機密性(confidentiality),完整性(integrity)和可用性(availability)。

但OT團隊因為需要確保控制流程和生產收益等因素,不會因網路變化而面臨風險,多半採用的是倒置的CIA模型,也就是將可用性列為第一位。如OT團隊會認為網路中的基礎架構元件,只要能夠有效運作即可,往往具有更長的生命週期,但IT團隊可能基於安全考量,不斷的修補和更新基礎設施,可能會使當前的功能系統離線,因而影響OT運作,進而形成兩者之間的衝突。

Fortinet認為,唯有透過精心的規劃和協調,結合開放式的溝通和有效傾聽,才能有效做到IT及OT之間的融合創新。團隊者必須明白且認同融合這些資源的企業目標和益處。擁有共同的目標和明確認同的結果,才能有助於所有團隊推動有效的解決方案。

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