智慧工廠不只要效率 安全節能更重要

真正的智慧工廠，不只是要追求效率，更要重視安全。從工廠、機械和過程自動化到發電、供應和運輸等各領域的工業自動化應用中，都需要越來越多的安全設備，尤其在IEC 61508規範已成為安全設備開發、實施和操作的標準後，更讓社會各界對如何關注保護工人不受有害環境的侵害，慮在有可能出現危險情況時系統應如何反應等，有更具體的參考。

因此，隨著科技日新月異和產品製造的複雜性，如何有效的縮短IEC 61508規範產品的開發時間，降低系統複雜度，減小認證風險，將是工業自動產業發展的重點之一。

只有自動不夠安全

製造業的安全可以分為機械安全和過程安全。機械安全主要保障的是人身，目前已經受到了高度重視，安全開關、安全按鈕、安全門等，早已成為工廠內的標準配備，但未來會進入智慧工廠的安全設備，還包括安全感測器、安全PLC、安全匯流排、安全乙太網等產品。

過程安全則是保障生產過程的安全性。如今，許多自動化供應商雖已有能力提供安全解決方案，但安全解決方案最大的挑戰，不僅僅只是提供一種或幾種安全產品，而是要如何將安全功能嵌入到使用者的機械設備的同時，不會影響生產過程。

由於自動化是讓機器或裝置，可以在無人幹預的情況下，按規定的程式或指令自動進行操作或控制的過程，雖然藉由自動化技術可以將人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，將更多的精神投注在關鍵工作，極大地提高勞動生產力，但也因為自動化的過程，沒有人或較少人的直接參與，一旦現場狀況超越事先寫好的程式或指令所考慮的範圍，自動化過程將會英雄無用武之地。

因此，為了讓工廠製造流程包括需求、設計、開發、產品、安裝、使用等各生命週期階段避免失誤，業者會在系統設計中採用冗餘設計，在要求比較嚴格的應用情境中，還採用多樣性技術，其作用是防止安全系統出現故障時，可以讓備用系統馬上接手。

此外，當製造流程開始網路化後，資訊安全也越來越受到重視。尤其在工業應用環境，惡意軟體的入侵，將會造成生產線停頓，導致非常嚴重的後果。因此，工業網路安全有更高要求，一般辦公應用的資訊安全解決方案，通常不能滿足智慧工廠的需求，基於工業防火牆/VPN技術相結合的硬體解決方案，便成為未來的關注焦點。

但工安問題與生產問題最大的差別，在於前者的不可預知性可能更高。因此，工安解決方案對於經由自動檢測、資訊處理、分析判斷、操縱控制的智慧化技術，需求更是殷切，也是相關業者未來必須致力實現的目標。。

節能減碳也需要有智慧

瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)大氣及氣候科學研究中心(Institute for Atmospheric and Climate Science)的羅格吉(Joeri Rogelj)在期刊「自然氣候變遷」(Nature Climate Change)的最新研究指出，如要達成2009年哥本哈根協定(Copenhagen Accord)，碳排放量在2020年之前，需較2010年的碳排放標準降低8.5%，並持續減少。

根據2010年國際能源總署《能源技術展望》中推估，2050年全球擬降低480億噸CO2的關鍵因素，一是使用端：從能源效率提升占關鍵的53%；其次是供給端：再生能源占17%，然後是碳捕獲與封存。由此可知，提升能源效率並做好能源管理，是達成企業承諾減量目標的重要手段。

智慧工廠的發展，自然也難以置身事外。尤其在油電雙漲及全球關注碳排放數量的趨勢下，企業未來勢必要透過節能減碳來增加產品的競爭力。

但未來的節能減碳目標，不只是節省電力或降低排碳量，還需要增加增加二氧化碳、氨氮、氮氧化物等約束性的控制指標，勢必也會對工業自動化有著更高的要求。業者除了應該積極地採用先進的節能降耗技術，實現科學的管理理念、模式、流程外，逐步淘汰低效設備和高耗能產品群在企業生產中的應用，對於實現節能減碳更有著重要的推動作用。

成功的能源管理系統要同時用到許多智慧管理技術與工具，如節能監控系統、能源知識專家系統、節能改善工具、投資效益分析及廠商改善能源績效所需要的各種管理系統 工具與技術，這些新的能源管理系統需要產官學研的全力投入一起研發，才能成為節能減碳的有效工具。

如「高效率能源管理」就是要透過一連串生產自動化的管理流程，使單位生產力的能源成本降到最低，以最低的能源成本達到最高的生產效能。西門子台灣分公司(Siemens Limited Taiwan)工業自動化事業部協理Michael Steigberger指出，高效率能源管理可以持續地監控廠房或系統的能源運用，進而減少能源與營運成本，提升企業競爭優勢，同時降低對環境的影響，有助投資成本快速回收，提升獲利。