People of Manufacturing: IIoT Protocol รากฐานด้านการสื่อสารข้อมูลสำหรับโรงงานอัจฉริยะ

เมื่อการใช้ IoT ในโรงงาน หรือ IIoT ในธุรกิจการผลิตกลายเป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้หากต้องการทำ Digital Transformation ให้กับโรงงาน แต่ปัญหาที่โรงงานจำนวนมากเผชิญหน้าในการปรับปรุงการผลิตและการใช้งาน คือ ทางตันที่ไม่สามารถขยายและต่อยอดการใช้งาน IIoT ได้ซึ่งเริ่มต้นจากความไม่เข้าใจในเรื่อง Protocol การพูดคุยของเทคโนโลยียุคใหม่ MM Thailand จึงได้ชวนคุณปิยวัฒน์ จอมสถาน วิศวกรทีมระบบไซเบอร์-กายภาพ (CPS) กลุ่มวิจัย IoT และระบบอัตโนมัติสำหรับงานอุตสาหกรรม (IIARG) และหัวหน้าโครงการ SMC ACADEMY ศูนย์นวัตกรรมการผลิตยั่งยืน (SMC) จาก NECTEC มาร่วมไขข้อสงสัยในประเด็นดังกล่าว

ทำไมโรงงานต้องใช้ IIoT?

การมาถึงของ IIoT นั้นได้กลายเป็นส่วนสำคัญในรากฐานของเทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่ โดยคุณปิยวัฒน์ในฐานะที่คลุกคลีและมีประสบการณ์การทำงานด้านเทคโนโลยี Cyber-Physical กับโรงงานอย่างต่อเนื่องได้ชี้ให้เห็นถึงส่วนหนึ่งของ Mega Trend ที่สำคัญ คือ AI ที่หลายคนอยากนำมาใช้ในการผลิต แต่กลับเจอปัญหาหลักที่ว่า ‘โรงงานไม่มีข้อมูลมากพอ’ ที่จะนำมาสร้างโมเดลหรือต่อยอดการใช้งานใด ๆ ซึ่งแหล่งที่มาของข้อมูลเหล่านี้ คือ อุปกรณ์ IIoT หรือ Industrial Internet of Things นั่นเอง

คุณปิยวัฒน์เล่าถึงรากฐานสำคัญของ IoT ว่าการที่สิ่งของต่าง ๆ นั้นสามารถเชื่อมต่อเข้าหากันผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตทำให้เราสามารถติดตามหรือควบคุมอุปกรณ์เหล่านั้นผ่านเครือข่ายผ่านอุปกรณ์ได้นั่นคือจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลที่เปลี่ยนโลกชิ้นนี้ ในขณะที่ IIoT นั้นจะแทนสิ่งของที่ว่าด้วยเครื่องจักร (Machine) หรือกระบวนการผลิต​ (Process) เพื่อเข้าถึงข้อมูลอะไรบางอย่างที่สนใจในโรงงานหรือธุรกิจการผลิตนั้น ๆ และนำมาเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายในธุรกิจอุตสาหกรรมของตัวเองเพื่อนำข้อมูลมา ‘วิเคราะห์เชิงลึก’ เพราะอุตสาหกรรมนั้นเน้นการทำ OEE, ต้องใส่ใจกับงานซ่อมบำรุง, การเก็บข้อมูลทำ AI, ทำการซ่อมบำรุงเชิงคาดการณ์ไปจนถึงการทำ Smart Warehouse ซึ่งจริง ๆ แล้วทุกส่วนในโรงงานก็ต้องการข้อมูลที่ชัดเจนครอบคลุมในกิจกรรมของตัวเองเหมือน ๆ กัน และ IIoT นี่เองที่ทำให้เข้าถึงข้อมูลเหล่านั้นได้ 

“หากเปรียบเทียบกับการทำงานสมัยก่อนที่เราต้องทำการจด ดูเครื่องมือวัดค่าต่าง ๆ ถ้าพัฒนาหน่อยก็มากรอกลง Excel ซึ่งถ้าโรงงานมีข้อมูลแบบจดอยากให้ทำ AI มันก็พอทำได้ แต่ต้องดูอีกทีนะว่าข้อมูลพอจะทำเป็นโมเดลต่าง ๆ ได้หรือไม่ ซึ่งก็ต้องยอมรับก่อนว่าข้อมูลที่ผู้คนทำการบันทึกมากับข้อมูลที่ส่งมาจากอุปกรณ์โดยตรงเลยต่างกัน ประการแรก คือ ความแม่นยำ ใช้คนจดมีแนวโน้มเกิดความผิดพลาดได้สูง วันนี้จดถูกแต่จะมีอะไรรับประกันได้ว่าพรุ่งนี้จะถูกหรือเปล่า ประการต่อมา คือ ความถี่ของข้อมูล เซนเซอร์ หรือ IIoT จะเก็บได้ถี่และตรงเวลา เช่น เซนเซอร์วัดการสั่นสะเทือนที่ต้องมีการวัดกันที่ระดับ Microsec ซึ่ง 1 วินาทีก็ต้องมี 1,000 ค่าแล้ว ถ้าเป็นแบบนี้คนไม่มีทางทำได้แน่นอน สำหรับ 2 ประเด็นนี้เป็นเหตุผลหลักทั้งเรื่องความแตกต่างและสิ่งที่โรงงานอยากเปลี่ยน ซึ่งในมุมหนึ่งก็เป็นการประหยัดคน ประหยัดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน” คุณปิยวัฒน์ชี้ให้เห็นถึงความแตกต่างของการเก็บข้อมูลแบบเดิมที่ใช้แรงงานกับการใช้เทคโนโลยี 

"ถ้าเขาจะเปลี่ยนจากคนจดมาเป็น IoT ก็จะมี 2 เหตุผลหลัก คือ Human Error และความถี่นี่แหละ

เราใช้เซนเซอร์ก็ประหยัดคน ประหยัดค่าใช้จ่าย ซึ่งหมายความว่าประหยัดต้นทุน"

– ปิยวัฒน์ จอมสถาน หัวหน้าโครงการ SMC ACADEMY ศูนย์นวัตกรรมการผลิตยั่งยืน (SMC) จาก NECTEC 

เตรียมความพร้อมอย่างไรถ้าโรงงานอยากจะใช้ IIoT?

สำหรับการเริ่มต้นใช้งาน IIoT ในโรงงานนั้นคุณปิยวัฒน์ให้ความสำคัญกับการทำความเข้าใจกระบวนการต่าง ๆ และความเร่งด่วนของโรงงานเสียก่อนว่าข้อมูลใดสำคัญและจำเป็นในการนำเข้าสู่ระบบก่อน ซึ่งขั้นตอนการดำเนินการเบื้องต้น ได้แก่

1. ต้องนิยามให้ได้ว่าข้อมูลที่สนใจหรือต้องการติดตามคืออะไร
2. ข้อมูลดังกล่าวอยู่ในเครื่องจักร (Machine) หรือกระบวนการ (Process) ใด
3. ตรวจสอบว่าเครื่องจักรนั้น ๆ สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายได้ไหม หากไม่ได้ต้องหาวิธีการปรับปรุงเพื่อส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายให้ได้
4. เตรียมพร้อมเซิร์ฟเวอร์ หรือ Cloud ให้รองรับข้อมูลจากเครื่องจักรให้ได้ 
5. พิจารณาแอปพลิเคชันการใช้งานที่หน้างานต้องการ เช่น Dashboard หรือการใช้ AI วิเคราะห์ในอนาคต

ในการเตรียมพร้อมระบบหรือโครงสร้างเหล่านี้การให้ความสำคัญกับทีมงานในโรงงานก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของทีม IT (Information Technology) และ OT (Operational Technology) เพราะ IIoT ไม่ได้จบแค่เรื่องฮาร์ดแวร์ แต่ยังต้องดูแลระบบนิเวศอื่น ๆ จึงเป็นการทำงานร่วมกันของทีม IT และ OT ที่ต่างต้องรับทราบภาระงานซึ่งกันและกัน เพื่อให้สามารถออกแบบระบบได้เหมาะสมกับการใช้งานที่จะเกิดขึ้น

ทีม OT ต้องพัฒนาเครื่องจักรและเข้าใจใน IIoT Protocol

ในกรณีของ OT ที่ต้องการทำ IIoT นั้นจะต้องมีพื้นฐานในการพัฒนาเครื่องจักร IIoT จำเป็นต้องมีความเข้าใจใน IoT Protocol ซึ่งในที่นี้จะขอเรียกเป็น IIoT Protocol เสียก่อนว่าเครื่องจักรจะเชื่อมต่อเข้าเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างไร มีความต้องการทรัพยากรและการใช้งานขนาดไหน ต่อมา คือ การเลือกฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสม ต้องพิจารณาว่าเครื่องจักรที่ใช้รองรับ Protocol ที่เลือกไว้หรือไม่ หากใช้เครื่องจักรเก่า (Legacy Machine) เมื่อ 20 ปีที่แล้วก็จะไม่สามารถใช้ Protocol ใหม่ ๆ ได้ นอกจากจะเปลี่ยนตัวควบคุมหรือเพิ่มชั้นการเชื่อมต่อด้วยอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อให้ท้ายที่สุดแล้วสามารถสื่อสารกับระบบได้

ทีม IT เน้นการออกแบบ Protocol การเตรียมพร้อมฐานข้อมูล

ในขณะที่ฝั่ง IT เองก็ต้องเตรียมเซิร์ฟเวอร์ให้รองรับการส่งข้อมูลขึ้นระบบ ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นงานที่หนักไม่น้อย เพราะ IT เองก็ต้องเข้าใจ IIoT Protocol ที่ทำหน้าที่เหมือนถนนเชื่อมต่อ ข้อมูลก็เป็นเหมือนรถ ถ้ารถเยอะเต็มถนนจะทำอย่างไร ต้องรู้วิธีออกแบบและสร้าง Protocol ที่เหมาะสม ประเด็นต่อมา คือ เรื่องของฐานข้อมูล (Database) ซึ่งฐานข้อมูลกิจกรรมในโรงงานนั้นมีขนาดใหญ่มหาศาล การใช้ SQL ธรรมดาเก็บข้อมูลไม่พอแน่นอน และการใช้ MySQL ก็เป็นเหมือนระเบิดเวลาในอนาคต ดังนั้นต้องรู้วิธีการออกแบบฐานข้อมูลยุคใหม่ และประเด็นที่ 3 โรงงานมักจะมองข้ามรูปแบบการจัดการระบบเครือข่ายหรือ Network Management ซึ่งบางโรงงานอาจคิดว่ามีเครือข่ายอยู่แล้ว แต่อาจจะลืมไปว่าเครือข่ายเดิมที่มีกำลังจะถูกอุปกรณ์หรือฮาร์ดแวร์จำนวนมหาศาลเชื่อมต่อเข้ามา เครือข่ายจำเป็นต้องถูกปรับปรุงใหม่ ซึ่ง 3 ประเด็นนี้เป็นพื้นฐานที่ต้องมี

IT ในโรงงานแตกต่างจาก IT ในบริษัททั่วไปที่อาจจะมีแค่คอมพิวเตอร์ เซิร์ฟเวอร์ เครื่องพิมพ์ เน้นหนักไปที่ซอฟต์แวร์ว่าใชัอะไรบ้าง แต่ฝั่งโรงงานมีเครื่องจักร มีอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องเชื่อมต่อเข้าระบบ ซึ่งมีหลายแบรนด์ และมีความต้องการต่างกัน ทำให้มีความซับซ้อนมากกว่างาน IT ในบริษัทอยู่มาก ทำให้การออกแบบระบบต้องมองไกลในภาพรวมว่าจะต้องรองรับการทำงานได้อีกกี่ปีในอนาคต

ความท้าทายอยู่ที่จะทำอย่างไรให้เครื่องจักรสื่อสารผ่านเครือข่ายได้ทั้งหมด

หนึ่งในความท้าทายหลักสำหรับฝ่าย IT และ OT จะอยู่ที่การพัฒนาเครื่องจักรอย่างไรให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่าย และตัวเครือข่ายเองจะทำอย่างไรให้รองรับเครื่องจักรที่จะต้องเพิ่มจำนวนขึ้นในอนาคต ในขณะที่การทำงานยังต้องคงความเสถียรและคุณภาพเอาไว้ ซึ่งโรงงานมักไม่เข้าใจหรือไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับข้อมูลปริมาณมากเพื่อการวิเคราะห์รวมถึงการออกแบบเซิร์ฟเวอร์ที่เหมาะสม 

‘Protocol’ ปัญหาการสื่อสารที่โรงงานส่วนใหญ่ไม่สามารถ Scalable ในระยะยาวได้

สำหรับโรงงานไหนอยากจะทำ Industry 4.0 หรืออยากทำ Digital Transformation นั้นการใช้ IIoT เป็นสิ่งที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ ซึ่งหลาย ๆ โรงงานอาจเลือกใช้ IIoT แบบสำเร็จรูปที่ให้ SI ออกแบบให้ หรือซื้อแพลตฟอร์มพร้อมใช้เพื่อให้เกิดความสะดวกรวดเร็วกับกระบวนการและทรัพยากรที่มีอยู่ขณะนั้น ซึ่งเบื้องต้นเป็นการดำเนินการที่ทำได้และมีประสิทธิภาพในระดับหนึ่ง แต่จากประสบการณ์ของคุณปิยวัฒน์พบว่าโรงงานส่วนใหญ่ที่มีการดำเนินการในรูปแบบดังกล่าวไม่สามารถ Scalable หรือต่อยอดขยายการใช้งานได้เมื่อถึงจุดหนึ่ง สาเหตุหลักของปัญหานั้นมาจากการที่ผู้มีหน้าที่รับผิดชอบภายในโรงงานไม่เข้าใจในการทำงานของ Protocol ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญในการบริหารจัดการเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลในโรงงาน และในวันนี้เราจะพาทุกท่านมารู้จักกับ Protocol ในโรงงานกันครับ

‘Protocol’ ภาษา/ช่องทางการสื่อสารระหว่างเครื่องจักร

คุณปิยวัฒน์ได้ให้คำนิยามในเรื่องของ Protocol ว่าเป็นเหมือนกับภาษาที่เอาไว้สื่อสาร เช่น ฉัน เธอ ใช้แทนตัว แทนความหมายอะไร หรือในกรณีภาษาอังกฤษที่มี Past Tense ที่มี Verb to Be มีกริยา 3 ช่อง Protocol เองก็ไม่แตกต่าง เป็นภาษาหรือข้อกำหนดในการสื่อสารของทั้งเครื่องจักรและเซิร์ฟเวอร์ ตัวอย่างเช่น HTTP ที่เราอาจจะคุ้นเคยกันก็คือ Protocol เป็น API ที่ใช้ในการสื่อสาร 

Protocol ยอดฮิตที่เหล่ามนุษย์ IT/OT โรงงานต้องรู้จัก

Protocol ในโรงงานนั้นสามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มได้อย่างง่าย ๆ ได้แก่ กลุ่มสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งาน มักจะเป็น Industrial Protocol จะมีการสื่อสารแบบ Machine to Machine (M2M) ซึ่งเป็นการสื่อสารระหว่างเครื่องจักรกับเครื่องจักรหรือเครื่องจักรกับเซิร์ฟเวอร์ เป็นการส่งข้อมูลแบบ 1:1 ผสมผสานไปกับ IP Address สามารถแบ่งเป็นโปรโตคอลที่น่าสนใจได้ ดังนี้

Modbus – เป็น Protocol สากลพื้นฐานที่ทั่วโลกใช้งาน มีการใช้งานมาอย่างยาวนาน มีจุดเด่นอยู่ที่อุปกรณ์ส่วนใหญ่รองรับ ข้อควรระวัง คือ ประเด็นด้านความปลอดภัยที่ต้องมีการบูรณาการเพิ่มเติม

OPC UA – มีความปลอดภัยกว่า Modbus สูงมาก มีการเข้ารหัสความปลอดภัย โดยจุดเด่น คือ มีการใช้งานในเครื่องจักรยุคใหม่จำนวนมาก ข้อควรระวัง คือ ใช้งานยากและเครื่องจักรยุคเก่าไม่รองรับ

Profibus/Profinet – เป็นการสื่อสารชั้นกายภาพที่ใช้งานผ่าน 485/232 จุดเด่นอยู่ที่ความเร็วในการใช้งานสูงมาก แต่มีข้อจำกัดในการใช้งาน คือ ต้องมีสายเชื่อมต่อเฉพาะเพื่อให้สามารถใช้งานได้

Protocol เหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งที่สามารถพบได้ทั่วไป แต่ในการทำงานจริงเชิงลึกนั้นผู้เชี่ยวชาญจะทราบดีว่ายังมี Protocol ให้สามารถเลือกใช้ได้อีกหลากหลาย ซึ่งปัจจุบันมีการประยุกต์ใช้กันตามเงื่อนไขและความเหมาะสมของแต่ละธุรกิจที่แตกต่างกันออกไป

กลุ่มต่อมา คือ กลุ่ม Protocol ที่ใช้รูปแบบการสื่อสารแบบ Message Query เรียกรวม ๆ กันว่า IoT Protocol แท้ ซึ่งจะมีรูปแบบการสื่อสารทำงานที่แตกต่างไปจาก Industrial Protocol ได้แก่

MQTT Protocol – รูปแบบการสื่อสารงาน IoT สากลของโลกที่มีการกำหนด Publisher ให้เป็นผู้ส่งข้อมูล กำหนด Broker ให้เป็นคนกลางในการจัดการข้อมูล และ Subscriber ให้เป็นผู้รับข้อมูล ซึ่งแตกต่างกับ Modbus หรือ OPC UA ที่ฮาร์ดแวร์ส่งเซิร์ฟเวอร์ก็รับโดยตรง ในกรณีมีฮาร์ดแวร์ 100 ตัว แล้วมีถนนเส้นเดียวสู่เซิร์ฟเวอร์ ระบบก็จะทำงานหนัก แต่ MQTT ช่วยลดภาระตรงนี้ลงได้ เพราะ Broker ที่ทำงานเหมือนเซิร์ฟเวอร์จะมองว่า Publisher ส่งข้อมูลเข้ามาในเซิร์ฟเวอร์ จากนั้นจะทำการตรวจว่ามีใครอยู่ในพื้นที่การสื่อสารและใครเป็น Subscriber บ้าง หากมี 5 อุปกรณ์ก็จะส่งข้อมูลไปที่ 5 อุปกรณ์เหล่านั้นในครั้งเดียว ซึ่ง M2M จะเป็นการคุย-ส่งข้อมูล ในกรณีของ MQTT หากข้อมูลส่งมา 1 ตัวแต่ต้องการรับ 5 อุปกรณ์ก็จะส่งไปครั้งเดียวแล้วได้รับทั้งหมดพร้อมกัน แต่จะมีภาระต่อระบบตรงที่จะมีการส่งข้อมูลเข้าระบบอย่างต่อเนื่อง บางครั้งข้อมูลดังกล่าวซ้ำและเป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลง อาจทำให้ระบบทำงานตลอดและฐานข้อมูลล้นได้ นอกจากนี้ MQTT ยังเป็น Protocol ที่ค่อนข้างใหม่มาก ๆ ได้รับการพัฒนาและนำมาใช้งานจริงได้ไม่นานเท่ากับ Industrial Protocol อาจจะไม่รองรับเครื่องจักรหรือ PLC รุ่นเก่า

CoAP – เป็น Protocol ที่เหมือนกับ MQTT แต่เหมาะกับเครื่องจักรหรือแบตเตอรี่ที่จะเชื่อมต่อเมื่อต้องการส่งข้อมูลเท่านั้น ไม่ได้เชื่อมต่อตลอดเวลาเหมือน MQTT เช่น การส่งข้อมูลที่มีลักษณะเป็น On/Off หรือแจ้งเตือนการเปลี่ยนแปลงสถานะบางอย่างเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลง ไม่ใช่การส่งข้อมูลที่ต่อเนื่องอย่างการสั่นสะเทือน

ในท้ายที่สุดแล้ว Protocol เป็นเพียงแค่รูปแบบการสื่อสารระหว่าง เครื่องจักรไปยังเซิร์ฟเวอร์ เมื่อเจอข้อจำกัดต่าง ๆ บน Protocol โรงงานสามารถพัฒนา Protocol เหล่านี้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และรองรับการทำงานที่หลากหลายจากหน้างานที่ต้องการได้

"โรงงานที่ไม่เคยรู้เรื่องเกี่ยวกับ Protocol มาก่อน ต้องเข้าใจการพัฒนาเครื่องจักรและตัวเลือกของ IIoT Protocol ในขณะที่โรงงานซึ่งเคยเริ่มมาบ้างแล้วต้องพิจารณาว่า Protocol เดิมรองรับปริมาณเครื่องจักรที่กำลังขยายตัวในอีก 5 – 10 ปีได้ไหม ถ้าไม่ได้จะเปลี่ยนหรือจะออกแบบผสมผสานอย่างไร ซึ่งวิธีคิดของโรงงาน 2 กลุ่มนี้จะมีการบูรณาการที่แตกต่างกัน"

– ปิยวัฒน์ จอมสถาน หัวหน้าโครงการ SMC ACADEMY ศูนย์นวัตกรรมการผลิตยั่งยืน (SMC) จาก NECTEC 

คุณปิยวัฒน์ยังเน้นย้ำถึงปัญหาเรื่องเครือข่ายและ Protocol ว่ามีความสำคัญอย่างมาก โดยสามารถแบ่งกรณีศึกษาออกเป็น 2 กลุ่มที่น่าสนใจ ได้แก่ กลุ่มโรงงานขนาดกลางและเล็กที่ต้องการพัฒนาเป็น IIoT มักติดเรื่องระบบเครือข่าย เนื่องจากโรงงานอาจมีความคุ้นเคยในการพัฒนาเครื่องจักรให้เป็น IIoT ได้ในระดับหนึ่ง แต่อาจยังไม่มีระบบเครือข่ายด้านข้อมูลที่แข็งแรงจริงจัง ทำให้ไม่สามารถสร้างเครือข่ายแบบใหม่ขึ้นมาได้ ที่เหลือคือต้องออกแบบว่าจะเลือกใช้การเชื่อมต่อแบบใดให้มีความคล่องตัวในระดับสูง ในขณะที่โรงงานขนาดใหญ่จะเจอปัญหาในมุมที่ว่ามีระบบเครือข่ายเรียบร้อยแล้ว มีของเดิมใช้งานอยู่ พอจะพัฒนาเป็น IIoT ก็ต้องวกกลับมาดูว่าติดนโยบายข้อบังคับอะไรไหม หากจะนำฮาร์ดแวร์แปลก ๆ มาใช้ก็ต้องคุยให้ทีม IT พิจารณา ซึ่งสิ่งที่เจออยู่ตลอด คือ การสร้างความเข้าใจให้กับโรงงานตั้งแต่ระดับบริหาร ผู้จัดการ ไปจนถึงทีม IT และ OT ให้เห็นภาพของ IIoT ตรงกัน ให้มองเห็นถึงระบบนิเวศที่ได้รับผลกระทบในภาพใหญ่และภาพเล็ก

เริ่มต้น Transformation อย่างเข้าใจ ด้วย 5 แนวคิดพื้นฐานสำหรับการเลือกใช้ IIoT Protocol

“สมัยนี้โรงงานมีตัวเลือกในการเริ่มใช้มากมายตามความสะดวก สามารถใช้แพลตฟอร์มสำเร็จรูปได้ มีความพร้อมใช้ สะดวกดี แต่ก็ต้องมองวิธีจะ Scale เผื่อไว้ด้วย ส่วนใหญ่จะหยิบซอฟต์แวร์สำเร็จรูปมาใช้ พอจะพัฒนานำไปปรับปรุงต่ออาจจะยาก โรงงานควรจะมองความพร้อมของตัวเองเป็นหลักว่าควรใช้ IIoT ขนาดไหน หากอยากเริ่มต้นกับเครื่องจักร 10 – 20 เครื่อง นำแพลตฟอร์มมาใช้ก่อนได้ ใช้ทดลองเรียนรู้ได้ แต่หากมองเรื่องความยั่งยืนอีก 10 – 20 ปีก็ยังทำงานได้ เพิ่มเติมต่อยอดได้ แนะนำว่าเริ่มเองใหม่เกือบหมด ฮาร์ดแวร์อาจจะสำเร็จรูปได้ แต่ Protocol กับเซิร์ฟเวอร์ควรจะทำเอง” คุณปิยวัฒน์เล่าถึงความเป็นไปได้ของการเริ่มต้นใช้งาน IIoT ในโรงงานที่อาจจะไม่มีสิ่งตายตัวนัก แต่ต้องมีความเข้าใจในธุรกิจของตัวเองเป็นหลัก

ในกรณีของโรงงานที่มีความพยายามปรับตัวก่อน มีการใช้ Modbus แต่ภายหลังอยากจะไปใช้ MQTT คุณปิยวัฒน์แนะนำว่า ไม่ต้องกังวลว่าการเพิ่มเครื่องจักรหรือขยายขนาดแล้วจะต้องรื้อทั้งหมด ไม่ต้อง MQTT 100% ก็ได้ 10 – 20 ตัวเดิมที่เป็น Modbus ไม่ต้องส่งขึ้นเซิร์ฟเวอร์ แต่ส่งไปยัง Gateway ที่ขั้นอยู่ ส่งไป EDGE แล้วให้ EDGE ส่งขึ้นเซิร์ฟเวอร์ เหมือนจัดกลุ่มแล้วมีตัวแทนสื่อสารขึ้นไป นอกจากลดปริมาณการส่งข้อมูลก็สื่อสารได้ ยังช่วยแก้ปัญหาเรื่องความปลอดภัยทางไซเบอร์ซึ่งโรงงานมักจะละเลยกันได้อีกด้วย แต่ต้องออกแบบว่าข้อมูลแบบไหนจะส่งขึ้นไป สำคัญมากไหม ให้ EDGE ช่วยกรองและดำเนินการให้ 

ในการวางแผนเลือกใช้งาน Protocol อยากให้มองแอปพลิเคชันที่ต้องการใช้งานว่าจะทำ IIoT ไปเพื่ออะไร หากอยากมอนิเตอร์ อยากเปลี่ยนข้อมูลเป็นดิจิทัล การทำให้ IIoT สามารถตอบสนอง มี Feed Back กลับได้ก็เพียงพอ แต่หากมองว่าอยากใช้ AI ในอนาคตก็ต้องเก็บข้อมูลให้มีปริมาณมากพอ มีความยืดหยุ่นสูง ไม่ใช่ส่งอย่างเดียว แต่ต้องตอบสนองไปมากับ AI ให้ได้ด้วย ถ้าทำ Digital Twins ยิ่งต้องทำงาน Real-Time หนักกว่า AI เสียอีกเพราะต้องการการตอบสนองที่ไวมาก ๆ ซึ่งคุณปิยวัฒน์ได้แนะนำประเด็นที่ต้องพิจารณาไว้เป็นข้อ ๆ ดังนี้

1. Specification – ต้องพิจารณาว่า Protocol นั้นมีรูปแบบตายตัวที่เหมาะกับโรงงานหรือยัง เหมาะกับการใช้งานหรือไม่ ควรมีมาตรฐานมาเรียบร้อยแล้ว แต่หากโรงงานแบบ Developer หรือ Startup สมัยใหม่ที่อาจจะอยากท้าทาย Protocol ที่แปลกแยกออกไปจากมาตรฐาน แต่มีความสามารถสูงในด้านที่ต้องการซึ่งอาจจะพัฒนาอะไรบางอย่างต่อได้ เหมาะกับโรงงานรุ่นใหม่ที่ให้ความสำคัญกับนวัตกรรม ถ้าโรงงานมองความยั่งยืนก็จะโตได้ยาว ๆ และควรมองเรื่องมาตรฐานดีกว่า

2. Flexible – ข้อมูลต้องส่งได้หลายรูปแบบ สมมุติอยากทำ AI ข้อมูลอาจจะไม่ได้มีแค่ข้อความอย่างเดียวแล้ว ต้องมีทั้งเสียง ภาพ ต้องดูว่าบาง Protocol อาจส่งได้แค่ข้อความอย่างเดียว อยากส่งภาพหรือเสียงด้วยกลับทำไม่ได้ ก็ต้องไป Protocol อื่น หรือเพิ่มขึ้นมาเพื่อรองรับทรัพยากรเหล่านั้น หรืออาจเกี่ยวข้องกับความเร็วที่ต้องการด้วยเช่นกัน

3. Lightweight – การทำงานของ Protocol ตัวนี้ต้องเบา และสามารถส่งข้อมูลขึ้นไปยังเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างง่ายดาย

4. ข้อมูลควรสนับสนุนข้อมูลเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงเท่านั้น – IIoT ในปัจจุบันอาจจะกำหนดให้ส่งข้อมูลทุก ๆ กี่วินาทีก็ได้ แต่พอพูดถึงว่าข้อมูลแบบ On/Off แล้วต้องส่งข้อมูลทุก 5 วินาที ระบบก็ยังเปิดเหมือนเดิม ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง ส่งไปก็กลายเป็นข้อมูลขยะซ้ำ ๆ ทุกวันนี้แก้ไขกันด้วยการเขียนโปรแกรมดักไว้ พอส่งข้อมูลมาเป็นคำว่า On ก็จะตรวจสอบแล้วว่าข้อมูลที่เพิ่งได้มากับข้อมูลเก่า เป็น On เหมือนกันไหม ถ้าเหมือนคือไม่ส่ง ซึ่งตอนนี้มีบาง Protocol ทำแบบนั้นได้แล้ว สามารถเช็คได้ที่ Protocol เลยว่าเป็นข้อมูลซ้ำไหม ช่วยลดเรื่องของปริมาณ Payload ที่ขึ้นไปมหาศาลมาก 

5. Stateful – พิจารณาว่า Protocol นั้นสามารถทำให้เรารู้สถานะการเชื่อมต่อเครื่องจักรได้ ซึ่งมีบาง Protocol ในปัจจุบันทำให้อุปกรณ์สื่อสารกันได้แต่ไม่ทราบว่าเชื่อมต่อกันไหม ออนไลน์หรือออฟไลน์อยู่ จะรู้ก็ต่อเมื่อส่งข้อมูลมา ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมองเห็นสถานะได้ตลอดเวลา

จะเห็นได้ว่าในการใช้งาน IIoT นั้นไม่อาจละทิ้งเรื่องของ Protocol สำหรับการสื่อสารได้เลย อีกทั้งยังเป็นประเด็นโครงสร้างพื้นฐานที่จะเกี่ยวข้องกับการขยับขยาย การต่อเติม หรือแผนงานในระยะยาวที่ส่งผลต่อศักยภาพของระบบโดยรวมอีกด้วย ดังนั้นหากโรงงานต้องการทำ Digital Transformation การมีผู้รับผิดชอบที่สามารถดำเนินการปรับแต่งระบบได้ในโรงงานเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งตอนนี้ SMC Academy มีหลักสูตรเปิดอบรมผู้ที่สนใจอยู่อีกด้วย

สำหรับผู้ที่สนใจเกี่ยวกับ IIoT สามารถติดตามอ่านเนื้อหาเพิ่มเติมได้ที่:

IIoT คืออะไร? ทำไมอุตสาหกรรมการผลิตยุคใหม่ต้องรู้จัก

4 ประเด็นต้องพิจารณาในการออกแบบเครือข่าย IIoT เพื่อรองรับการขยับขยายเปลี่ยนแปลง

5 ความท้าทายในการประยุกต์ใช้ IIoT ในปัจจุบัน