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应用需求环境严苛 工控储存诉求稳定
 

【作者: 王明德】2018年06月14日 星期四

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工控领域对储存产品的规格需求向来特殊,由於生产设备的功能多仅止於控制,甚少有大量储存需要,而多数制造现场环境不隹,多粉尘、多振动…等状况,又会对设备零组件运作带来重大考验,因此过去工控系统的储存装置容量并不一定要大,但一定要够稳定,否则一旦故障造成当机,将有可能导致整体系统停摆、生产线停机,造成重大损失。


在此考量下,传统式硬碟虽然单位成本理想且技术成熟,但因采机械式运作,容易受到振动与粉尘的影响导致故障,除了需要大量储存且机房环境理想的安全监控外,HDD甚少受到工控领域的青睐,一直以来Flash储存技术都是工控设备的主流配备。


不过这几年工业电脑的应用快速拓展,储存技术的选择也渐趋多元,Flash虽仍持续为主流应用,但HDD也逐渐翻身,成为部份特定领域的主要选择,就此来看,要谈工业储存技术的发展,首先必须从工业系统近期的应用面发展来看。


专用与泛用并进

工控系统的应用发展可分成「纵」、「横」两个方向,「纵」的部份是指在垂直产业应用的开发,过去工业电脑厂商强调客制化,针对厂商需求量身设计,不过在部份产值大或专业门槛高的领域,如医疗、车载等,开始有厂商针对这些领域设计出专用机,与其他工业电脑产品相比,这类型产品的设计完成度较高,更适於特定领域应用,不过此类产品仍会保留一定程度的弹性,可有限度更动 I/O设计。


「横」的部份是指泛用型平台,这类型产品以客户最大公约数需求为设计,让应用面极大化,在不需繁复控制或应用环境较一般的系统中,可得到最隹性价比优势,这类产品占目前工业电脑市场出货比例最大,价格虽不比专用机高,不过其利润仍高出一般消费性PC许多。


工控系统厂商的产品发展自然也往上影响到研发策略,由於应用多元,工控系统产品类别少量多样,且客制化比例相当高,这让工控系统厂商设计能力的强弱,成为市场竞争条件,与其他IT产业相比,台湾工业电脑厂商投注在研发部门的资源比例都更高,而由於企业使用系统,其使用寿命较长,产品必须有长供期保证,因此台湾厂商多会与上游关键零组件厂商保持紧密的合作关系,一来可促进双方技术交流,二来也有一定程度的供货保证,让产品服务更具可靠性,在储存领域就是如此。


设计与服务能力是重点

随着跨入垂直产业步伐的加快,工业电脑厂商与储存厂商的结合也更紧密,以前述的专用机与泛用型平台为例,医疗系统属於专用机、数位看板则属泛用型平台,这两块市场由於商机庞大,被工控业者视为未来成长的主要动力,储存业者也都看好其发展,因此在开发期双方就会开始合作。



图1 : 消费性市场价格战日益激烈,储存设备的利润日益稀薄,多数储存厂商有意转往非消费应用。(摄影/王明德)
图1 : 消费性市场价格战日益激烈,储存设备的利润日益稀薄,多数储存厂商有意转往非消费应用。(摄影/王明德)

这两类产品中,医疗设备的客制化程度较高,工控产品的客制化设计主要集中在这类产品,数位看板则大多偏向泛用型平台,顾名思义,客制化需求不大,至於两者的出货比例,大约是1:1。


工控设备的储存装置设计可分为两个面向,一种是工控厂商依本身板卡的储存考量作设计,另一种则是储存厂商针对特殊板卡的特殊需求作设计,简单来说,就是前者是依照储存装置规格来设计板卡,後者是因应板卡需求来设计储存装置。


从板卡端设计方式又分为两种,一是板卡在设计时,就先预留??槽位置,至於位置大小就视所需储存容量决定,另一种则是板卡设计时,就直接将Flash设计进去,在SMT线上打入Flash与控制器晶片,这种作法的出货速度较快,储存装置贴合在板卡上,也不易因振动而容易松脱,不过若有Flash或控制晶片产生故障,等於整张板卡报销,两种作法各有利弊。


从储存装置端设计,考验储存厂商的设计与服务能力,并非所有厂商都能胜任,例如为了因应部份客户需求,有的储存装置必须更动介面上的接脚设计,以符合板卡所需,这类设计虽不多,出货量也不大,不过对於工业储存厂商而言,此一设计能力却是必须,这也是工业储存产业的主要门槛。



图2 : 多数制造现场环境不隹,对储存元件带来严苛考验。(Source: orange-sol)
图2 : 多数制造现场环境不隹,对储存元件带来严苛考验。(Source: orange-sol)

随着消费性市场价格战日益激烈,储存设备的利润日益稀薄,多数储存厂商有意转往非消费应用,不过就这一段时间来看,成功的并不多,原因在於非消费性工业产业特性与消费性市场差异太大,前面提到的接脚特殊设计只是其一,至於在一般消费性产品不会看到的宽温、防震…在此领域更是基本要求,储存业者无法沿用原有的设计流程与设计团队,就能成功取得客户订单。


除了各种特殊规格外,现在的工业储存必须要能配合厂商提供设计服务,设计时由於储存厂商是配合的一端,因此必须要有ECN(Engineering Change Notice;工程变更通知)的准备,在出货後,还必须提供长供期备货保证,以因应工业设备长使用寿命的特性,就算储存厂商生产线已准备停产该型号,也必须提前通知客户,并准备一段时间的备货,让设备运作稳定度获得最大保障。


在未来趋势方面,近期工业设备逐渐发展出小体积外观尺寸(Small Form Factor;SFF)应用,在各硬碟厂早已停产微型硬碟的态势下,SFF市场势必以Flash为主。


宽温+防震仍是必备设计

工控设备过去的小体积需求并不大,後来技术应用延伸到各类产业手持式设备後,小型化趋势才出现,目前主要的小型化设备包括物流业者使用的手持式货物流向纪录器、POS延伸出来的点餐或点货机、医疗设备、国防设备、车载设备…等,这类产品本身体积已小,能留给储存设备的空间更为有限,因此储存业者必须进一步缩小本身产品,以供系统业者选用。


就整体趋势来看,未来工业储存的规格设计走向相当清晰,宽温、防震仍会是必备设计,容量需求则视产业应用而定,会有大量资料储存的应用主要为安全监控系统、搭配行车纪录器的车载电脑等,其他应用不是不需大量储存,就是透过通讯技术从云端存取,不一定非得把所有资料都储存终端,至於SFF目前可算是工控设备应用的分支,虽不致成於主流,不过在需要手持式设备的系统中,将成为不可或缺的设计。


**刊头摄影/王明德


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