從長(zhǎng)期來(lái)看，智慧化已經(jīng)是製造業(yè)的必然趨勢(shì)，不緊跟這波智慧化革命隨之轉(zhuǎn)型的業(yè)者，將有可能在未來(lái)幾年內(nèi)被邊緣化，因此即便資源有限，製造業(yè)仍需建立數(shù)位轉(zhuǎn)型思維，開(kāi)始著手布局SCADA。

早在這波工業(yè)4.0浪潮前，SCADA就已在電力系統(tǒng)、大型製造業(yè)等場(chǎng)域，扮演自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備可視化角色，透過(guò)各類(lèi)機(jī)臺(tái)與感測(cè)器，擷取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，雖然應(yīng)用領(lǐng)域各有不同，但其基本特色如圖形操作介面、系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)模擬、即時(shí)和歷史資料、趨勢(shì)曲線顯示、報(bào)表輸出等功能大多一致。

雖然功能先進(jìn)，不過(guò)由於SCADA的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)必須達(dá)到一定數(shù)量，投資報(bào)酬率才會(huì)浮現(xiàn)，因此大多應(yīng)用在上述的大型場(chǎng)域中，一般製造業(yè)者，尤其是中小企業(yè)導(dǎo)入機(jī)率相當(dāng)?shù)汀?/span>

近期工業(yè)4.0帶起智慧製造的趨勢(shì)，則讓SCADA開(kāi)始受到重視，不少自動(dòng)化廠商都將自身的SCADA，升級(jí)為工業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)體系中雲(yún)端系統(tǒng)的「軟體即服務(wù)」 （SaaS），協(xié)助資源有限的中小型製造業(yè)快速踏出智慧轉(zhuǎn)型第一步。

SCADA為數(shù)位製造打下基礎(chǔ)

SCADA原文是Supervisory Control And Data Acquisition，中文則是「資料採(cǎi)集與監(jiān)控系統(tǒng)」，從名稱(chēng)就可看出其功能與系統(tǒng)建置目標(biāo)之所在。在過(guò)去的自動(dòng)化系統(tǒng)中，SCADA的資料採(cǎi)集功能受到應(yīng)用領(lǐng)域的侷限，因此並未普及至其他製造業(yè)，不過(guò)近年來(lái)吹起的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，讓此一功能不僅有了可用武之地，甚至被業(yè)界視為製造業(yè)者跨入工業(yè)4.0的第一步。

從過(guò)去幾年各大系統(tǒng)廠商的市場(chǎng)推廣與媒體報(bào)導(dǎo)，業(yè)界不難一窺工業(yè)4.0的最終願(yuàn)景，無(wú)非是結(jié)合AI、大數(shù)據(jù)、雲(yún)端運(yùn)算、物聯(lián)網(wǎng)…等軟硬技術(shù)，讓生產(chǎn)更有智慧、更具彈性，從而降低成本、提升產(chǎn)能。不過(guò)這些願(yuàn)景都必須建立在產(chǎn)線設(shè)備的數(shù)位化之上，唯有讓機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)全面數(shù)位化，接下來(lái)大數(shù)據(jù)分析、AI運(yùn)算等步驟才能逐一跨出，也因此，生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，就成為絕大多數(shù)製造業(yè)布局工業(yè)4.0的首要建置。

圖1 : 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可透過(guò)感測(cè)網(wǎng)路即時(shí)偵測(cè)機(jī)臺(tái)，讓管理者掌握製造現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)。（source：Medium）

生產(chǎn)設(shè)備是製造業(yè)最重要的生財(cái)工具，穩(wěn)定運(yùn)作的機(jī)臺(tái)則是產(chǎn)品質(zhì)量與訂單交期關(guān)鍵。不過(guò)以往產(chǎn)線機(jī)臺(tái)的狀態(tài)難以掌握，大多只能靠定期維護(hù)或廠內(nèi)資深師傅的經(jīng)驗(yàn)降低機(jī)臺(tái)故障機(jī)率。不過(guò)這兩種方式都仍無(wú)法確保機(jī)臺(tái)運(yùn)作無(wú)虞，而一旦機(jī)臺(tái)出現(xiàn)無(wú)預(yù)警故障，就有可能造成整條產(chǎn)線停擺，造成業(yè)者的重要損失。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，則可透過(guò)感測(cè)網(wǎng)路即時(shí)偵測(cè)機(jī)臺(tái)，此一系統(tǒng)除了可讓管理者掌握製造現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)外，還可將擷取到的資料數(shù)位化，在短期效益中，數(shù)位化資料並可結(jié)合專(zhuān)家系統(tǒng)，讓資深人員的經(jīng)驗(yàn)可以傳承，長(zhǎng)期效益方面則是如上所述，透過(guò)數(shù)位化數(shù)據(jù)的累積，為接下來(lái)的智慧化做準(zhǔn)備。

作為製造現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)備數(shù)據(jù)採(cǎi)集的核心平臺(tái)，SCADA現(xiàn)在已成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的必要建置，不過(guò)系統(tǒng)業(yè)者也指出，部分中小型製造業(yè)對(duì)此系統(tǒng)的導(dǎo)入仍然遲疑，而其原因不外乎成本、隱私與效益。

在成本方面，即便是只有基本功能的SCADA，建置成本也要新臺(tái)幣數(shù)十萬(wàn)元，資源不多的業(yè)者往往必須一再考慮，而即便不自建而選擇採(cǎi)用系統(tǒng)廠商的SCADA SaaS，業(yè)者也會(huì)擔(dān)心設(shè)備數(shù)據(jù)掌控在他人導(dǎo)致資料外洩，至於效益部分，則是因工業(yè)4.0仍屬新概念，而且設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)並非主動(dòng)創(chuàng)造營(yíng)收，而是減少意外損失，因此效益不會(huì)在短期間內(nèi)浮現(xiàn)，導(dǎo)致多數(shù)的業(yè)者抱持觀望態(tài)度。

自建系統(tǒng)需先做好準(zhǔn)備

不過(guò)整體而言，工業(yè)4.0已是大勢(shì)所趨，因此即便投入成本高、效益浮現(xiàn)期長(zhǎng)，因此SCADA的導(dǎo)入只是時(shí)間早晚的問(wèn)題。至於如何導(dǎo)入？前文提到目前市場(chǎng)上的SCADA有「自建」與「上雲(yún)」兩種做法。如果選擇自建，就必須先了解SCADA的架構(gòu)，目前SCADA系統(tǒng)多以主架構(gòu)搭配應(yīng)用程式的方式建立，除非特別需求多，否則應(yīng)用程式的數(shù)量都不會(huì)佔(zhàn)過(guò)大的成本比例，也就是說(shuō)，主架構(gòu)仍是最大的成本來(lái)源。

SCADA的主架構(gòu)會(huì)依產(chǎn)業(yè)別有所不同，相對(duì)的價(jià)錢(qián)也會(huì)因此有差，一般來(lái)說(shuō)，都至少在數(shù)十萬(wàn)以上，當(dāng)然如果資料擷取點(diǎn)超過(guò)原始系統(tǒng)設(shè)計(jì)的話，成本還會(huì)往上提升，這個(gè)價(jià)格包含的成分除系統(tǒng)產(chǎn)品外，還有導(dǎo)入前的諮詢(xún)顧問(wèn)、教育訓(xùn)練等，至於後續(xù)的維修服務(wù)則是看狀況收費(fèi)，然而一般來(lái)說(shuō)除非是人為因素且大規(guī)模損壞，否則在維繫客戶(hù)關(guān)係前提之下，SCADA廠商都會(huì)願(yuàn)意免費(fèi)維修。

圖2 : SCADA系統(tǒng)可以讓設(shè)備狀態(tài)透明化，並確保產(chǎn)線順利運(yùn)作，但投資報(bào)酬率並非短期可見(jiàn)其功。（source：Siemens）

數(shù)十萬(wàn)乃至百萬(wàn)元以上的建置成本，對(duì)規(guī)模不大，每筆支出都需仔細(xì)審核的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一筆龐大的支出。SCADA系統(tǒng)可以讓設(shè)備狀態(tài)透明化，並確保產(chǎn)線順利運(yùn)作，但投資報(bào)酬率並非短期可見(jiàn)其功。一般而言，SCADA系統(tǒng)建置完成後，至少必須運(yùn)作半年，效益才會(huì)開(kāi)始浮現(xiàn)，因此業(yè)者必須要有無(wú)法立竿見(jiàn)影的心理準(zhǔn)備。

SCADA雲(yún)端成資源有限者最佳選擇

若無(wú)法或不願(yuàn)初期就投入鉅額成本建置系統(tǒng)的業(yè)者，也可考慮採(cǎi)用業(yè)界現(xiàn)有的SCADA雲(yún)端平臺(tái)。由於採(cǎi)用雲(yún)端運(yùn)作機(jī)制，因此系統(tǒng)業(yè)者大多採(cǎi)取年租收費(fèi)方式，對(duì)資源有限但又有意轉(zhuǎn)型的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)是絕佳選擇。除了免去初期鉅額投入成本外，SCADA雲(yún)端平臺(tái)的另一個(gè)好處是系統(tǒng)廠商會(huì)專(zhuān)職維修、升級(jí)平臺(tái)，讓SCADA持續(xù)處?kù)斗€(wěn)定且最新的狀態(tài)，並免去企業(yè)內(nèi)部成立專(zhuān)職維修團(tuán)隊(duì)的費(fèi)用。

至於多數(shù)企業(yè)的資安疑慮，現(xiàn)在系統(tǒng)廠商的SaaS或PaaS多會(huì)與微軟、Google、Amazon等大型廠商的IaaS平臺(tái)連結(jié)，資安機(jī)制會(huì)比自建更佳，若是擔(dān)心設(shè)備數(shù)據(jù)外洩，廠商也可透過(guò)標(biāo)籤化設(shè)計(jì)，讓自身企業(yè)以外的人難以判讀，提升數(shù)據(jù)的安全性。

不過(guò)從長(zhǎng)期來(lái)看，智慧化已經(jīng)是製造業(yè)的必然趨勢(shì)，臺(tái)灣製造業(yè)在上一波自動(dòng)化浪潮中，因適巧中國(guó)大陸改革開(kāi)放，得以用大量廉價(jià)勞力維持競(jìng)爭(zhēng)力。但如今全球貿(mào)易戰(zhàn)開(kāi)打，且中國(guó)人力成本節(jié)節(jié)高升，臺(tái)灣業(yè)者逐漸失去過(guò)去的優(yōu)勢(shì)，不緊跟這波智慧化革命隨之轉(zhuǎn)型的業(yè)者，將有可能在未來(lái)幾年內(nèi)被邊緣化，因此即便資源有限，製造業(yè)仍需建立數(shù)位轉(zhuǎn)型思維，開(kāi)始著手布局SCADA。

*刊頭圖（source：IoT World Today）