物联网 (IoT) 应用高度讲求客制化，很难用「放诸四海皆准」的单一标准对待。因此，国家仪器 (NI) 倾向以「开放式平台」海纳多元协议，并往外深入至各种不同的应用别，客户群相对宽广。营运长暨财务长 Alex Davern 开宗明义宣示，有别于同业多是由仪器供货商定义规格，NI 选择将量测主导权交给用户，由相关领域的专家 (Domain Expert) 在弹性架构上，发展功能强大的软件；当然，也没错过寻求多方合作，建立生态圈。未来最看好智能汽车和工业物联网 (IIoT) 的前景，将持续创新高水平的软件运算、建构核心平台并发展数据撷取系统。
照片人物：NI 营运长暨财务长 Alex Davern
工业物联网的挑战与机遇
毫无疑问，采集数据的目的是为了进行大数据分析、做出最佳决策。然而，根据 NI 引用 IDC 统计数据显示，在众多收集到的资料中，只有 22% 被妥善归档，其中更只有 5% 的资料是确实可用的；为解决这种「瞎忙」乱象，必须以更智能的方式量测、管理数据，NI 主张在接收信息的硬件背板加上 FPGA 辅助处理，允许用户自行触发布尔逻辑的关连性、给定采集条件，只撷取需要用到的数据。如此一来，可节省分析或搜寻数据时间、避免缓冲区溢出 (overflow)，同时减少主机负担和档案大小，大幅提升数据撷取 (DAQ) 系统的效能。
NI 指出，IIoT 在实务操作上还常遇到以下挑战：1.找不到需要分析的数据；2.不同物料供货商的文件文件格式各异，无法在单一分析工具上比较；3.测试结果丢失，必须从头来过；4.找不到数据储存的位置。为因应上述困境，NI 提出两大建议：首先，是将将这些数据以二进制档案串流，并将其妥善分为档案、群组和通道三个阶层 (hierarchy)，最重要的是为每个层级做好明确的属性描述；其次，在感测或终端装置与云端主机之间，新增 DAQ 机台作为「边缘」(Edge) 服务器 (类似 Intel 倡导的「雾运算」概念)。适当分流、组织，让数据管理更有意义。
于是，NI 在 IIoT 看到两大契机：测试与部署。嵌入式系统首席营销经理 Todd Walter 呼吁，IIoT 须突破传统工业的「金字塔」思维，抛弃装置、控制、应用依序而上的制式结构，转而对工厂资产做分布式监测，例如：振动、温度、影像和电力感测等，且时间延迟须限制在 1 微秒 (μs) 内，才有供分析及预警的价值。他并提到，虽然标准以太网是目前常用的工业通讯接口，可惜它无法掌控延迟并保证带宽；因此，NI 现正与思科 (Cisco) 和英特尔 (Intel) 共同开发 TSN (Time Sensitive Networking) 先期技术平台，试图整合 IT 与 OT (操作技术) 网络。
TSN 可针对分布式控制与量测循环，在标准以太网络上建立分布式、可同步化的 Hard Real-Time 系统，实时控制、传递所有标准 IT 数据；例如，监控、协调智能电网的供电系统。该平台包含 CompactRIO 控制器、具备 Intel Atom 处理器与支持TSN 的 Intel i210 NIC，透过 NI LabVIEW 软件与网络保持时间同步，并可在处理器与 FPGA 运作的程序代码上显示时间；透过网络上多个系统的网络传输排程，可协助用户紧密整合讯号处理、控制算法与 I/O 时序。有兴趣者可加入 NI 相关社群，以取得更多软／硬件功能信息、范例程序代码与文件记录。
照片人物：NI 嵌入式系统首席营销经理 Todd Walter
「少量多样」生产，嵌入式量测模块帮助良多
NI 大中华区总经理陈健忠具体描绘 IIoT 应用情境，表示生产设备自动诊断、预防性维护提醒及智慧生产，是建置 IIoT 的基本元素。为避免停工检测减少产出、拖累产能及交期，可将 NI CompactRIO 内嵌在现有的生产设备、采集数据，经由有线／无线局域网络统整并与制造资源计划 (MRP-II) 系统整合，特别适合接单量小、但产品项目多的中小型制造商；在接单当下，就能智慧安排生产时程、物料和产线的转换、维护。配合大数据分析，决定哪些产品需要逐一检测或抽验；既能节省可观的切换测试时间，又能确保生产质量。
「在少量多样的生产趋势下，今天要测的可能是无线射频模块、明天要测的是 VR 眼镜的零组件，量测内容和规范经常大相径庭」，陈健忠分享他的观察。在实际案例中，他还发掘到一个别出心裁的创新业态：与组件供货商合作，以「一次性收费」方式将授权内容放在云端，取代将设备与授权码捆绑的传统作法，让制造业者能为不同产线「及时」取得授权、随机应变调度产能，提高效率及核心竞争力。「物联网之后的优化和效益，才是重点；尤其在一些极具杀伤力的劣品召回事件后，不少制造商会藉此将高风险的品项特别列示出来」，陈进忠直言。
照片人物：NI 大中华区总经理陈健忠
事实上，「效益」也是企业主在评估是否投入智能化工程的第一道心理突破口；若能提高设备利用率、减少采购新设备的成本，对企业主具有一定的诱因。至于测试成本问题，面对有人质疑 PXI 模块若加计机箱等组装费用、其实与单机式相去不远的说法，陈健忠的回应是：NI 重视的是总体拥有成本 (TCO)，而非就零组件成本单纯加总计算；现今由于世界经济体正处于调整状态，许多制造业者都希望能沿用既有设备、将其智能化，这对嵌入式量测模块带来绝佳机遇。由此可见，在现有基础上做「渐进创新」的获利能力，未必逊于天马行空的创意发想。
中国市场部经理汤敏补充，中国目前虽是制造大国，但不可讳言，有些产业的工厂制造水平仍面临差参不齐的局面；中国制造 2025 计划，便是有意进一步将中国推向「制造强国」之林。NI 在中国大陆的高铁系统、能源设备的监测皆有参与经验，可协助实现开发到部署 (develop to deploy) 的项目全流程。她认为，今后科技仍会不断推陈出新，透过与科研单位及不同领域专家的合作，NI 得以提前掌握技术，为新进业者或工程人员提供强而有力的基石，对 NI 业务自然也有正向挹注。「NI 的动能是与客户的成长紧密相连的」，汤敏再三强调。
照片人物：NI 中国市场部经理汤敏
