工業(yè)4.0終極目標(biāo)不僅限于廠房中的高效率闸翅、安全性，還包括如何減少浪費菊霜、改善供應(yīng)鏈坚冀、再度提升安全性和效率，以及更佳的服務(wù)…等鉴逞，要解決這些問題记某，3D成像、增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)构捡、人工智能(AI)液南、機(jī)器人、可穿戴裝置勾徽，以及智能運(yùn)輸?shù)刃屡d技術(shù)將可能成為關(guān)鍵……

工業(yè)4.0(Industry 4.0)強(qiáng)調(diào)在安全的環(huán)境中提升工作效率與生產(chǎn)力滑凉，因此工業(yè)4.0開始發(fā)展時，特別專注生產(chǎn)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效能斗黍，以及如何避免因機(jī)器損壞造成的損失二娄。此時，工業(yè)4.0的重點在于工廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)機(jī)器上的傳感器如何有效鏈接掷佑，并通過大數(shù)據(jù)分析苇恤，以期將生產(chǎn)力發(fā)揮極致。

工業(yè)4.0市場仍然相當(dāng)暢旺

德國提出工業(yè)4.0概念至今霹壁，各家廠商紛紛響應(yīng)供窝，不僅將工業(yè)4.0導(dǎo)入自家工廠生產(chǎn)線；也有業(yè)者聚焦在相關(guān)產(chǎn)品與系統(tǒng)的研發(fā)分较，讓工業(yè)4.0成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中最受矚目的應(yīng)用之一徘伯。業(yè)界亦提出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)囚上、智能工廠與智能制造的說法，這些“專有名詞”背后代表的意義基本上是環(huán)環(huán)相扣的就考。

無論工業(yè)4.0痰拢、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或是智能工廠、智能制造贯卦，其衍生的商機(jī)持續(xù)不斷的獲市調(diào)單位或相關(guān)業(yè)者的重視资柔。TrendForce旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)估，2018年全球智能制造及智能工廠相關(guān)市場規(guī)模將達(dá)2,500億美元撵割。

這股以智能制造推動傳統(tǒng)制造模式轉(zhuǎn)型的潮流正熱烈發(fā)展中贿堰，其中智能制造即是與全面連網(wǎng)、自動化與生產(chǎn)效益等劃上等號啡彬，讓傳統(tǒng)工廠朝工業(yè)4.0發(fā)展羹与。

而這股火熱的工業(yè)4.0潮流實有賴于各國積極推出各項政策推波助瀾，但隨著AR庶灿、通訊技術(shù)纵搁、機(jī)器視覺、人工智能/深度學(xué)習(xí)(deep learning)等各項新舊技術(shù)的再翻新及蓬勃發(fā)展往踢，這些技術(shù)亦逐步被導(dǎo)入工業(yè)4.0應(yīng)用中腾誉，受惠于此，工業(yè)4.0的發(fā)展將更能契合其所欲達(dá)成的終極目標(biāo)——更智能峻呕、更節(jié)省成本利职、更自動化、更高的生產(chǎn)效率與競爭力瘦癌，以及更安全的人機(jī)協(xié)作撼盈。

AI改變制造設(shè)備“思維”

隨著智能制造或工業(yè)4.0的導(dǎo)入，未來工廠廠房中最多的不是操作人員而是工業(yè)機(jī)器人√疃現(xiàn)階段配昼，工業(yè)機(jī)器人通常是寫入作業(yè)順序的程序后，由人員操作礁姿，一個口令一個動作地完成所需執(zhí)行的工作如癌，且若需與生產(chǎn)在線的操作員共同工作時，還需有隔離設(shè)備菱区，以免工業(yè)機(jī)器人“不小心”傷害到工作人員顿墨。

工業(yè)4.0剛開始發(fā)展時，在德國的確發(fā)生過協(xié)作型機(jī)器設(shè)備致人于死的事件绎瓣。然而稼孤，若僅是讓工業(yè)機(jī)器人依指令動作，這樣只能說是半自動化堵忌，一些比較精細(xì)的作業(yè)扇述，仍然需要人工執(zhí)行藏亲。達(dá)明機(jī)器人(Techman)研發(fā)處軟件設(shè)計部項目經(jīng)理黃鐘賢表示，傳統(tǒng)的機(jī)器人需要和作業(yè)員分開匪煌，以免機(jī)器人運(yùn)作時责蝠，因為沒有“意識”到與作業(yè)員太過接近，而不小心誤傷萎庭。另外霜医，現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)器人，能進(jìn)行的工作很“單一”驳规，機(jī)器人無法“舉一反三”肴敛，做到更多人工才能達(dá)成的工作，例如在一個物品很多的大箱子中吗购，正確取出所要的物品医男，而這些都可以通過人工智能與深度學(xué)習(xí)來“教導(dǎo)”機(jī)器人，進(jìn)一步達(dá)成全自動化的目標(biāo)捻勉。

事實上昨登，早在2016年世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)時，論壇中就已將人工智能視為“第四次工業(yè)革命”的核心贯底，與會者并預(yù)言這個技術(shù)將對全球產(chǎn)生翻天覆地的影響，可見未來人工智能的重要性撒强。

甚至挽后，根據(jù)瑞士銀行今年4月最新研究表示，2030年人工智能在亞洲可創(chuàng)造最高可達(dá)3萬億美元的經(jīng)濟(jì)價值鸠头，受影響最大的將是金融镇盛、健康醫(yī)療、制造诱价、零售與運(yùn)輸業(yè)卜锡。瑞士銀行研究報告并提到，人工智能對各行各業(yè)的影響可分為兩個層次：第一是產(chǎn)品與服務(wù)本身的轉(zhuǎn)變涧俐；第二是運(yùn)用人工智能在制程歉赴、管理或商業(yè)流程上，可以大幅促成產(chǎn)業(yè)升級偶村。

此外柄午，Gartner也點名將受惠人工智能的十大硬件產(chǎn)業(yè)，包括電子零組件娶架、網(wǎng)通產(chǎn)業(yè)爽咒、半導(dǎo)體，大到汽車產(chǎn)業(yè)窿侈、機(jī)器人炼幔，全都上榜秋茫。人工智能技術(shù)的大突破，也讓智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)如虎添翼乃秀，更是產(chǎn)業(yè)邁向工業(yè)4.0的關(guān)鍵肛著，Gartner指出，2018年环形，全球工業(yè)機(jī)器人市場預(yù)估可達(dá)新臺幣1.1萬億元（約2400億人民幣）策泣，而臺灣機(jī)器人產(chǎn)值，2015年已達(dá)新臺幣570億元（約125億人民幣）抬吟，其中有九成是發(fā)展工業(yè)機(jī)器人萨咕。

由此可見，人工智能與深度學(xué)習(xí)將進(jìn)一步推升工業(yè)4.0發(fā)展火本，并對產(chǎn)業(yè)造成新的正向的影響危队。黃鐘賢強(qiáng)調(diào)，人工智能與深度學(xué)習(xí)技術(shù)不僅自身發(fā)展前途無量钙畔，在工業(yè)4.0應(yīng)用中茫陆，還能讓工業(yè)機(jī)器人變得更加易于使用，解決更多工業(yè)4.0衍生出的挑戰(zhàn)埂荤。

機(jī)器視覺讓設(shè)備“看”得更清楚

工業(yè)機(jī)器人要能搖身變?yōu)檎嬲膮f(xié)作機(jī)器人毛围，或是進(jìn)行更精密的檢測工作，除了通過人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)之外屁蕾，機(jī)器視覺亦不可或缺沸恤。黃鐘賢認(rèn)為，通過安裝攝影機(jī)使工業(yè)機(jī)器人擁有視覺能力躺潘，如此一來真稚，工業(yè)機(jī)器人可以更準(zhǔn)確辨別物品，操作員也可以透過工業(yè)機(jī)器人的“眼睛”看到生產(chǎn)在線的狀況毕亲。

凌華科技(ADlink)表示农帝，機(jī)器視覺并非新技術(shù)，在自動化生產(chǎn)中项蝉，機(jī)器視覺早已被導(dǎo)入用于品管檢查舆飒，或是增添在工業(yè)機(jī)器人上。但隨著攝影機(jī)與算法的進(jìn)步白找，機(jī)器視覺的辨識度也越來越高秉扑，除了品管之外，也開始用在其他需要“辨識”能力的工業(yè)應(yīng)用中调限。

不過舟陆，品管仍是目前機(jī)器視覺最大宗的應(yīng)用領(lǐng)域，但未來工業(yè)機(jī)器人要能看得更細(xì)微耻矮，就需要加入人工智能與深度學(xué)習(xí)等較強(qiáng)的運(yùn)算技術(shù)秦躯。黃鐘賢舉例忆谓，達(dá)明機(jī)器人目前的工業(yè)機(jī)器人僅配備2D視覺，因此利用GPU顯示適配器進(jìn)行每秒數(shù)百張踱承、幾百萬畫素的圖像處理倡缠，仍綽綽有余。不過茎活，若是要更精密的檢測物品昙沦，例如現(xiàn)階段還是只能人工目檢的產(chǎn)品外表小瑕疵，則需要3D視覺载荔，此時就更需要處理能力更強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)與人工智能算法盾饮。

黃鐘賢強(qiáng)調(diào)，在智能制造應(yīng)用中懒熙，物品檢測是很難自動化的部分档价，因為產(chǎn)品外表瑕疵的判斷方式仍難以化為工業(yè)機(jī)器人能理解的程序語言，但通過機(jī)器視覺囤乎、人工智能與深度學(xué)習(xí)靡黑，即可“告訴”品管檢測機(jī)器設(shè)備，什么樣的外觀或是狀態(tài)敢薄，就是有問題的產(chǎn)品帽惠，而機(jī)器設(shè)備也可以根據(jù)這樣的“學(xué)習(xí)知識”，先將有問題的產(chǎn)品攔下來艇线。

AR創(chuàng)造更多互動

雖然AR一開始發(fā)展是在消費性即游戲市場較為蓬勃剧鹏，但是在制造業(yè)現(xiàn)場，AR正在漸漸改變工廠的一切墓枝。事實上，無論是產(chǎn)品設(shè)計與測試跷它、產(chǎn)品與工廠運(yùn)作容且，或是銷售及維修服務(wù)，都有運(yùn)用AR的機(jī)會唾诺，因此亮隙，目前AR已被視為工業(yè)4.0重要的應(yīng)用技術(shù)之一。

在今年的臺北國際自動化工業(yè)大展中垢夹，可以看到多家業(yè)者運(yùn)用AR技術(shù)溢吻，在許多工業(yè)制造環(huán)境中。威強(qiáng)電工業(yè)計算機(jī)(IEI)表示果元，通過AR促王，可以讓工作者深入遙遠(yuǎn)、具危險性..等不易或不適合工作人員進(jìn)入的地區(qū)而晒，或是通過AR呈現(xiàn)產(chǎn)品制造完成的影像與各類信息蝇狼，消費者或是客戶也可以通過AR了解更多產(chǎn)品細(xì)節(jié)阅畴，因此產(chǎn)業(yè)界的確已開始漸漸將AR導(dǎo)入，實現(xiàn)工業(yè)4.0的精神迅耘。

但相關(guān)業(yè)者亦透露贱枣，不可諱言，AR目前的技術(shù)發(fā)展未臻成熟颤专，包括頭盔與相關(guān)裝置過于笨重纽哥、行動化仍有進(jìn)步空間，因此AR要全面應(yīng)用在工業(yè)4.0衙猾，還有一段路要走柬激。

通訊技術(shù)使人與機(jī)器進(jìn)一步溝通

工業(yè)4.0組成要素中，通訊技術(shù)是最不可或缺的一環(huán)赁挚，這是由于傳感器收集的數(shù)據(jù)必須向云端傳送逮弛，才能被“知道”，甚至進(jìn)一步運(yùn)算及分析照腐。高通(Qualcomm)產(chǎn)品管理資深副總裁Serge Willenegger指出鞋会，一些正在進(jìn)入工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)，如AR贿册、無人機(jī)…等填杀，需要更短的延遲時間，以及更高的傳輸速率睦忘，才能發(fā)揮效用焦厘，而5G即相當(dāng)適用。

5G不僅Gbps等級的傳輸速率可與光纖網(wǎng)絡(luò)媲美砖啄，面對智能工廠需要極大的訊號覆蓋率绽脏，5G新空中接口(New Radio，NR)蒸甜，以及NB-IoT亦可做到棠耕，因此可以預(yù)見未來5G技術(shù)在工業(yè)4.0應(yīng)用中也將扮演重要角色。

工業(yè)環(huán)境中柠新，要求無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備相當(dāng)?shù)母采w率窍荧，尤其是傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要廣布節(jié)點恨憎，因此包括ZigBee蕊退、Thread…等短距無線通信技術(shù)，自然是工業(yè)4.0應(yīng)用的通訊技術(shù)選項憔恳。近期藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)即推出藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Mesh)瓤荔，供建置或開發(fā)工業(yè)4.0相關(guān)應(yīng)用的業(yè)者新的選擇。

藍(lán)牙SIG全球營銷副總裁孔德容(Ken Kolderup)表示，基于低功耗藍(lán)牙的藍(lán)牙Mesh茉贡，具備穩(wěn)定塞栅、可擴(kuò)充1000個以上節(jié)點、安全腔丧、低功耗與大規(guī)模特性放椰，因此可用于工廠自動化、用于機(jī)器監(jiān)測的無線感測網(wǎng)絡(luò)…等應(yīng)用曹胚。且當(dāng)初規(guī)劃藍(lán)牙Mesh技術(shù)時玲禾，即將工業(yè)應(yīng)用環(huán)境考慮在內(nèi)，因此不僅可符合工業(yè)4.0應(yīng)用需求济谢，也可讓使用者更便利地使用現(xiàn)有的移動裝置控制或得知工廠的運(yùn)作情況盏掉。

不僅無線網(wǎng)絡(luò)的新進(jìn)展，提供工業(yè)4.0穩(wěn)定發(fā)展的養(yǎng)分情腥，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)也有新的動作毙向。臺灣西門子(Siemens)數(shù)字工廠與制程工業(yè)暨驅(qū)動科技事業(yè)部總經(jīng)理席德朗(Tino Hildebrand)表示，工業(yè)4.0要能持續(xù)發(fā)展辰张，數(shù)字化是關(guān)鍵形负，而在工業(yè)4.0中，工業(yè)通訊就是數(shù)字化的基礎(chǔ)欢巡。

工業(yè)通訊中最主要的通訊技術(shù)則是工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)瞒礼，然而市場上工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)眾多，采用不同標(biāo)準(zhǔn)會讓網(wǎng)絡(luò)彼此間無法共通致驶，勢必阻礙工業(yè)4.0的發(fā)展芯勘，因此身為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)“Profinet”與“Profibus”的主要推動者，西門子在臺灣也與合作伙伴成立“臺灣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)會”腺逛，以將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)與未來趨勢導(dǎo)入臺灣荷愕，可望協(xié)助臺灣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步。

席德朗認(rèn)為棍矛，臺灣制造業(yè)者早期購置的設(shè)備安疗，多不具備連網(wǎng)功能，導(dǎo)致這些業(yè)者在跨入工業(yè)4.0時面臨重重障礙茄靠，為了讓人茂契、機(jī)器蝶桶、產(chǎn)品之間的溝通鏈接更順暢慨绳，并藉此收集大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息即刻上傳到云端，通過Profinet與Profibus將可滿足業(yè)者智慧生產(chǎn)需求真竖，也可讓有意進(jìn)入工業(yè)4.0的業(yè)者脐雪，能夠縮短“陣痛期”，加速工業(yè)4.0在臺灣的發(fā)展。

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