近年來，在工業環境的產品應用上，快速導入進階技術、已然成為趨勢。對工業電腦製造商來說，除了應用新一代的技術、如邊緣運算，生產更強效的產品之外，仍須考量在極端環境中，必要的具備可靠性、耐用性。這也正是近年來隨著技術發展，強固型電腦的需求也持續增加的原因。

本篇文章將介紹強固型電腦的特性，以及設計原理。

強固型電腦，是相較於一般市場常見的電腦，更適用於惡劣的環境。一般消費型產品無法承受過度嚴苛的環境條件(如酷寒、高溫、防水、劇烈震動等)，而強固型電腦透過設計，使其兼具優異的效能、與特殊環境下24/7長時工作的可靠度。

強固型電腦的外型往往具有其獨特性與可識別性，它們有堅固的外殼，支援無風扇、無線材，並且一體成型，使得強固型電腦能承受嚴苛環境，如暴露在極端溫度、高度衝擊、高震動、大量粉塵、水下等具考驗的使用環境條件中。

成為一台優異的強固型電腦，不僅僅堅若磐石，還須因應使用需求，具備多功性、可擴充性、客製化等彈性。多數應用強固型電腦的產業，主要是受惠於上述的優異應用，而非單一考量電腦處理器效能。

使用堅固的材質，製造的強固型電子裝置，僅可稱為半強固型。

強固型電腦，必須經過一整套完整的強固設計工程，確保內部架構沒有運動部件(此類部件容易發生機械故障而導致機器無法正常運作)；無風扇設計的強固型電腦，能夠簡單地符合需求強固設計的應用環境。若系統仍需要風扇散熱，則會使得強固設計系統將相對複雜。

無風扇，或是被動冷卻設計，是藉由優化散熱片，來逸散CPU與主板的熱；被動散熱機制，是透過散熱板傳導電子元件所產生的熱到金屬外殼，外殼經過特殊設計，除了保護電腦、也成為一個被動散熱元件，能將熱逸散到空氣中。如此一來，電腦可以有效率地控制熱，而不使用風扇。

強固型電腦架設於極端溫度條件下，要能克服過高或過低的溫度，使其運作不受影響，這是強固設計工程的關鍵技術；機器當機、或不運作的風險，會造成相當可觀的損失。

有別於一般桌上型電腦，運作溫度僅須符合室內的溫度條件(約10 ℃ ~ 35 ℃)，強固型電腦須能於極端溫度下運作，低溫可達-40 ℃，高溫可達85 ℃。能達成寬溫要求的設計，需要透過高效能電路設計，以及工業電腦級規格的零件選擇。

為確保耐用性、可靠性、長壽命，強固型電腦必須能抵抗高度震動與衝擊。

優異的強固型電腦，大多符合軍規標準(MIL-STD-810G) 的衝擊與震動規範，甚至高於其標準，可通過承受50Gs of shock, Half sine, 11ms (with SSD)。

要滿足高規格要求，需透過嚴謹的機構設計：無風扇、無線材式、一體成型設計、以及零件選用工業等級元件(零件包含：工業等級電容、電阻、電感等)，方能達成最佳效能的目標。

高度衝擊與震動環境容易對動作部件造成損壞或鬆脫，進而造成系統失效，強固型電腦適用SSDs而非HDDs，徹底地移除動作部件，移除此一風險因子造成的影響。

強固型電腦另一優異的性能，則是防塵與防水能力-須符合IP等級的標準要求。

IP等級是一套規範侵入保護的標準要求，兩位數的數字分別代表防塵與防水的等級：前面的數字為防塵等級，分別自無防塵等級0、到最高防塵等級6；後面第二位數字則是說明防水的能力，分別自無防水等級0、到最高防水等級9K。

強固型電腦的基本防塵防水要求，一般介於IP65 至 IP69K，前述的無風扇設計正式能滿足此一要求的關鍵；而高防水防塵特性，能滿足礦業、自動工廠、醫療產業、食品飲料加工等，時常面臨大量粉塵、經常需要清洗的工作環境。

當進行系統整合時，確保與系統連接時的穩定運作十分重要，強固型電腦、特別是大多數嵌入式強固型電腦，均具備電源控制的能力。

在工業應用系統中，有許多的情境會造成電源不預期的波動，這樣的波動會影響效能、甚至造成系統的損壞。強固型電腦具備過壓保護(over-voltage protection) 和過流保護功能(over-current protection)功能。過壓保護設計，是預防突然的脈衝高壓(>55V) 輸入、以至於損害內部元件。過流保護則是應用保險絲的設計，以保護過流、或是突然流入的電流造成系統的損害。

強固型電腦的多功能性，還包含電源輸入具有寬幅度的電壓(9V~48V)，同時設有電源管理機制 (power ignition management)，適用於汽車或移動型環境。

強固型電腦薄型化設計，能夠提供更多元的應用。雖然是薄型化設計，仍具備高度擴充性，如 I/O連接擴充、儲存空間擴充、記憶體擴充等。當要增加電腦效能時，能透過擴充功能的設計滿足。

工業電腦常應用於需遠端遙控區域，為解除配線上的困難，強固型電腦多具備無線連接功能，包含無線Wifi、藍芽、LTE、4G、5G等，也可配置Sim插槽，如此一來，就算是在微弱訊號、甚至無訊號的地方，電腦仍能有備案將資料上傳到雲端、提供遠端監控。