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邁向成功:以未來導向的工業網路基礎架構實現 OT 與 IT 融合

2025年7月19日
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當今企業若希望開拓新的營收來源並創造更多價值,必須調整與客戶的互動方式、回應機制,以及服務交付模式。對於工業應用而言,數位化(Digitalization)是關鍵的賦能技術,它為以下兩種不同的創新模式開啟了躍進的契機:

  • 營運模式創新(Operation Model Innovation): 此類創新著重於提升營運效率與整體生產力,核心手段包括:
    • 降低機台與關鍵資產的非計畫性停機(unplanned downtime)
    • 提升資產利用率(asset utilization) 
    • 優化生產與維運流程 

典型應用情境為導入即時機台監控(real-time machine monitoring),以取得設備運行狀態與效能數據(如稼動率、負載、異常狀態)。透過對機台能力與行為的可視化分析,可進一步:

  • 精準化預防性與預測性維護排程(preventive / predictive maintenance)
  • 提升產線效率(throughput optimization)
  • 商業模式創新(Business Model Innovation): 此類創新著重於從根本上改變企業向客戶提供價值的方式,以強化競爭優勢並創造長期價值。

一個具代表性的案例是,部分 OEM 設備製造商已從傳統的「一次性設備銷售(one-time CAPEX model)」轉型為「設備即服務(Machine-as-a-Service, MaaS)」模式。

在此模式下:

  • 客戶不再一次性購買設備,而是以訂閱或按使用付費(subscription / usage-based)方式取得服務 
  • OEM 可透過設備全生命週期(lifecycle)持續獲取營收(recurring revenue) 
  • 同時結合遠端監控、數據分析與維運服務,提升客戶黏著度與服務價值

無論企業選擇哪種數位化策略,IT/OT 融合 (IT/OT Convergence) 都是確保成功的關鍵。透過整合 IT 與 OT 系統,企業能充分利用散落在各處但極具價值的數據,將技術潛力發揮至極限,進而推動業務轉型。

然而,數位化不可避免地會增加網路的複雜性。因此,建構一個統一網路 (Unified Network) 對於提升維運效率、增強系統可靠度及簡化維修至關重要。要實現單一統一網路,必須具備兩個條件:第一,採用如 TSN (時效性網路) 等新技術,來整合不同設備與器材所使用的各種工業乙太網路協定;第二,針對未來的網路需求與機會提前佈局。

這種轉型固然需要時間與資源投入,但企業仍有必須立即滿足的現況需求。因此,我們建議企業在數位化轉型過程中採取「循序漸進」的方式,專注於階段性的改進,同時確保這些建設具備應對未來需求的能力。

在本文中,我們希望能提供實務建議,協助您優化工業通訊網路,並確保您的基礎設施投資具備前瞻性 (Futureproofing),以便隨時掌握未來的競爭優勢。

為企業未來的工業網路需求做好準備

  • 建構精簡化的「邊緣到核心」(Edge-to-Core) 解決方案,以支援持續增長的數據連網需求

IT/OT 融合應用的快速增長,正將大量的感測器與機器設備引入工業網路中,導致需要傳輸與交換的數據量急劇增加。以AI 機器視覺 (Machine Vision) 應用為例,它被廣泛用於提升品質檢測、作業員安全偵測或場域安防。這促使工業領域開始大規模導入 IP 攝影機。雖然高解析度攝影機可提升辨識效能與精確度,但其龐大的檔案體積與影像串流也對網路頻寬與效能提出了更高要求。

如同多數 IT/OT 融合應用,這類需求需要部署更多網路設備;然而,在早已擁擠不堪的控制櫃 (Control Cabinets) 中,安裝空間極其有限。此外,額外的部署工作也增加了現場工程師 (Field Engineers) 的沉重負擔。因此,易於整合的網路解決方案變得愈發重要。

在這種趨勢下,為了確保融合網路的通訊順暢,企業必須預見未來的營運需求,並納入必要的擴充靈活性。因此,我們建議選擇以下特性的解決方案:

  • 精巧尺寸 (Compact Size): 易於安裝於空間有限的控制盤內。
  • 模組化架構 (Modular Form Factor): 讓您能隨著需求增長,彈性增加連網埠數與功能。
  • 邊緣層支持多種工業通訊協議: 確保設備能與 SCADA/HMI 系統輕鬆實現互操作性 (Interoperability) 與整合,從而提升營運效能與靈活性。

此外,匯聚層 (Distribution Layer) 與核心層 (Core Layer) 的頻寬與效能,對於優化「邊緣到核心」的數據連通性同樣至關重要。Moxa 提供可靠的網路基礎架構,實現無縫數據傳輸與簡易整合,助您打造從邊緣到核心皆穩定可靠且具備前瞻性的網路。

  • 面對日益升高的網路資安風險,導入分層式防護(Layered Protection)至關重要

IT 與 OT 網路的融合,正伴隨著工業物聯網(IIoT)技術在兩大領域的普及而同步發生。然而,這意味著整體的攻擊面 (Attack Surface) 擴大,並增加了更多的攻擊載體 (Attack Vectors)。資安風險正呈倍數增長,越來越多的報告顯示,工業控制系統(ICS)與關鍵基礎設施(如發電廠)因缺乏完善的 OT 網路安全機制,導致遭受未經授權的變更或配置調整,進而造成營運中斷。

在過去,OT 設備透過實體隔離 (Air-gapping) 與其他網路區隔。但時至今日,IT/OT 融合正在消除 ICS 與網際網路之間的隔離屏障,使 OT 基礎設施暴露於潛在的網路威脅中。管理員現在面臨的挑戰,不僅要處理過往隱藏在孤立網路中的既有漏洞 (Existing Vulnerabilities),還得應對隨之而來、更為複雜的 IT 類威脅。然而,確保 OT 網路安全並非成功工業應用的唯一準則;在提升網路安全的同時,確保工業營運維持可靠且不間斷的運作 (Availability),更是不可或缺的先決條件。

為了在建立穩固網路基礎的同時強化工業資安,核心原則是專注於具備深度防禦 (Defense-in-depth) 保護的安全連網 (Secure Networking)。首先,您必須選擇符合工業資安標準(如 IEC 62443 與 NERC CIP)的資安強化設備 (Security-hardened Devices)。以此為基礎,您仍需透過網路分段 (Network Segmentation) 與主動威脅防護 (Proactive Threat Prevention) 等實務做法,構建另一層防禦機制以抵禦攻擊。最後,具備監控網路安全狀態的可視化能力 (Visibility) 是必備條件,能協助您及時偵測並回應網路威脅。

Moxa 提供專為工業網路特定需求設計的全方位網路安全解決方案,透過三層式的縱深防禦架構,協助企業在轉型至融合基礎設施的過程中,同時兼顧網路防護與高可用性。

  • 面對持續擴張的網路規模,簡化網路管理已成為必要條件

隨著 IT 與 OT 網路趨於融合,網路複雜度也隨之攀升,這使得建立完善的網路管理機制變得愈發重要,以確保整體網路能平穩、高效且持續不間斷地運作。在融合架構中,任何單點故障 (Single Point of Failure, SPoF) 都可能對整個 OT 基礎設施甚至 IT 網路系統造成連鎖反應,進而導致損失慘重的停機時間 (Downtime)。

對於服務供應商(或系統整合商)而言,亟需一套具備以下功能的網路管理工具:

  1. 全局可視化: 能清晰掌握客戶現場的網路狀態。
  2. 縮短故障排除時間: 加速定位問題節點,降低 MTTR (平均修復時間)。
  3. 遠端維運支援: 實現遠端維護與設定,減少往返現場的人力成本。

理想情況下,一套工業級網路管理工具應具備以下功能:

  • 網路可視化 (Network Visibility): 這是目前最重要、也最基礎的要素。此外,若能同步監測網路設備的效能表現、流量負載 (Traffic Load) 以及資安狀態,將能提供更全面的管理基礎。
  • 快速診斷 (Quick Diagnostics): 指偵測停機事件並精確定位根本原因 (Root Cause) 的能力,以便將業務衝擊降至最低。透過自定義事件的即時告警通知,企業能及時解決問題,有時甚至能在事故發生前就先發制人。
  • 簡易維護 (Easy Maintenance): 包括從中央管理平台遠端備份或還原設備設定檔,以及對全廠設備進行韌體統一升級。如此一來,管理員無需指派工程師逐一前往現場進行維護,尤其當設備安裝在狹窄的控制櫃或機器內部時,遠端維護能大幅降低作業難度。

一個好的網路管理工具能協助您提升網路效能與可用性 (Availability),快速偵測並回應問題,並讓未來的擴充計畫更易於執行。

Moxa 提供以 OT 為核心的網路管理解決方案,具備易於操作的特性且專為滿足 OT 工程師的需求而設計;這套以 OT 為核心設計的網路管理解決方案(OT-centric network management solutions),具備以下特點:

  • 操作直覺、易於使用(user-friendly) 
  • 專為 OT 工程師的實務需求打造 
  • 有效降低因網路規模與複雜度提升所帶來的維運負擔 

此外,這類解決方案不僅能優化日常維運效率,還可進一步協助企業提升售後服務能力(aftermarket services),支援新型商業模式,例如 設備即服務(Machine-as-a-Service, MaaS),從而將網路管理由單純的維運工具,升級為支撐商業價值創造的關鍵基礎能力。

運用具前瞻性的網路基礎架構,確保數位化轉型成功落地

在推動數位化轉型的過程中,隨著 IT 與 OT 網路逐步整合,網路基礎架構必須同步演進,以因應未來必然出現的新需求與挑戰。

作為工業網路領域的專業供應商,Moxa 致力於協助企業邁向下一代工業網路架構,透過深入理解各類應用場景的需求,提供相應的解決方案,協助企業成功建構具備長期可延展性的未來導向工業網路基礎架構(futureproof industrial network infrastructure),以支持其創新與轉型目標的達成。

若想要一步了解如何在不同應用場景中導入此類未來導向的網路架構,請參考以下相關應用說明:

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