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　　AI、機(jī)器人、AR等正式成為工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機(jī)遇

　　國(guó)際金屬加工網(wǎng)

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國(guó)機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　工業(yè)4.0最終目標(biāo)不但限于廠房?jī)?nèi)的高組織工作效率、可靠性，還包括怎樣減少浪費(fèi)、改善供應(yīng)鏈、再度提高可靠性和組織工作效率，和較佳的服務(wù)項(xiàng)目…等，要化解那些問(wèn)題，3D成像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、育苗智能(AI)、機(jī)器人、可穿戴裝置，和智能運(yùn)輸?shù)刃屡d技術(shù)將可能正式成為關(guān)鍵性……

工業(yè)4.0(Industry 4.0)特別強(qiáng)調(diào)在安全可靠的環(huán)境中提高組織工作組織工作效率與制造力，因此工業(yè)4.0開(kāi)始產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，特別專注制造機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，和怎樣避免因機(jī)器損壞導(dǎo)致的損失。此時(shí)，工業(yè)4.0的重點(diǎn)在于工廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)與制造機(jī)器上的傳感器怎樣有效鏈接，并通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，以期將制造力發(fā)揮極致。

　　工業(yè)4.0市場(chǎng)仍然相當(dāng)持續(xù)走高

　　瑞典提出工業(yè)4.0概念至今，各家廠商紛紛響應(yīng)，不但將工業(yè)4.0引入自家工廠制造線；也有商聚焦在有關(guān)產(chǎn)品與系統(tǒng)的研發(fā)，讓工業(yè)4.0正式成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中最受矚目的應(yīng)用領(lǐng)域之一。業(yè)界亦提出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、智能工廠與智能制造的說(shuō)法，那些“專有名詞”背后代表的意義基本上是相互配合的。

無(wú)論工業(yè)4.0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或是智能工廠、智能制造，其派生的商機(jī)持續(xù)不斷的景昌調(diào)單位或有關(guān)商的重視。TrendForce旗下拓墣產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究所估計(jì)，2018年亞洲地區(qū)智能制造及智能工廠有關(guān)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2,500億美元。

　　一股以智能制造推動(dòng)現(xiàn)代制造模式轉(zhuǎn)型的流行時(shí)尚正熱烈產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，其中智能制造即是與全面無(wú)線連接、智能化與制造效益等劃上等號(hào)，讓現(xiàn)代工廠朝工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　而一股火熱的工業(yè)4.0流行時(shí)尚實(shí)有布季夫各國(guó)積極推出各項(xiàng)政策推波助瀾，但隨著AR、通訊技術(shù)、機(jī)器聽(tīng)覺(jué)、育苗智能/廣度自學(xué)(deep learning)等各項(xiàng)新舊技術(shù)的再翻新及蓬勃產(chǎn)業(yè)發(fā)展，那些技術(shù)亦逐步被引入工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域中，受益于此，工業(yè)4.0的產(chǎn)業(yè)發(fā)展將更能契合其意旨達(dá)成一致的最終目標(biāo)——更智能、更節(jié)約成本、更智能化、更高的制造組織工作效率與競(jìng)爭(zhēng)力，和更安全可靠的人機(jī)協(xié)同。

　　AI改變制造設(shè)備“思維”

隨著智能制造或工業(yè)4.0的引入，今后工廠廠房?jī)?nèi)最多的不是操作方式相關(guān)人員而是工業(yè)機(jī)器人。眼下，工業(yè)機(jī)器人通常是寫(xiě)入工作臺(tái)順序的程序后，由相關(guān)人員操作方式，一個(gè)口令一個(gè)姿勢(shì)地完成所需繼續(xù)執(zhí)行的組織工作，且梅西縣與制造在線的操作方式員共同組織工作時(shí)，還需有隔離設(shè)備，以防工業(yè)機(jī)器人“不小心”傷害到組織工作相關(guān)人員。

工業(yè)4.0剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，在瑞典的確發(fā)生過(guò)協(xié)同型機(jī)器設(shè)備致人于死的事件。然而，lner是讓工業(yè)機(jī)器人依指令姿勢(shì)，這樣只能說(shuō)是半智能化，一些比較精細(xì)的工作臺(tái)，仍然需要育苗繼續(xù)執(zhí)行。達(dá)明機(jī)器人(Techman)研發(fā)處軟件設(shè)計(jì)部部門(mén)經(jīng)理黃鐘賢表示，現(xiàn)代的機(jī)器人需要和水電工分開(kāi)，以防機(jī)器人運(yùn)作時(shí)，因?yàn)闆](méi)有“意識(shí)”到與水電工太過(guò)接近，而不小心誤傷。另外，眼下的工業(yè)機(jī)器人，能進(jìn)行的組織工作很“單一”，機(jī)器人無(wú)法“總結(jié)經(jīng)驗(yàn)”，做到更多人工才能達(dá)成一致的組織工作，例如在一個(gè)貴重物品很多的大箱子中，正確取出所要的貴重物品，而那些都可以通過(guò)育苗智能與廣度自學(xué)來(lái)“教導(dǎo)”機(jī)器人，進(jìn)一步達(dá)成一致全智能化的目標(biāo)。

　　事實(shí)上，早在2016年世界經(jīng)濟(jì)高峰論壇(WEF)時(shí)，高峰論壇中就已將育苗智能視為“第四次工業(yè)革命”的核心，與貝阿爾恩縣并預(yù)言這個(gè)技術(shù)將對(duì)亞洲地區(qū)產(chǎn)生翻天覆地的負(fù)面影響，可見(jiàn)今后育苗智能的重要性。

甚至，根據(jù)花旗銀行今年4月最新研究表示，2030年育苗智能在亞洲可創(chuàng)造最高可達(dá)3萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，受負(fù)面影響最大的將是金融、健康醫(yī)療、制造、零售與運(yùn)輸業(yè)?；ㄆ煦y行分析報(bào)告并提到，育苗智能對(duì)各行各業(yè)的負(fù)面影響可分為兩個(gè)層次：第一是產(chǎn)品與服務(wù)項(xiàng)目本身的轉(zhuǎn)變；第二是運(yùn)用育苗智能在晶片、管理或商業(yè)流程上，可以大幅促成產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)。

　　此外，Gartner也點(diǎn)名將受益育苗智能的十大硬件產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括電子元器件、Picowork產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、半導(dǎo)體，大到汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、機(jī)器人，全都上榜。育苗智能技術(shù)的大突破，也讓智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展更上一層樓，更是產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁向工業(yè)4.0的關(guān)鍵性，Gartner指出，2018年，亞洲地區(qū)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)估計(jì)可達(dá)臺(tái)幣1.1萬(wàn)億元（約2400億港幣），而臺(tái)灣機(jī)器人產(chǎn)值，2015年已達(dá)臺(tái)幣570億元（約125億港幣），其中有九成是產(chǎn)業(yè)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人。

由此可見(jiàn)，育苗智能與廣度自學(xué)將進(jìn)一步推升工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并對(duì)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致新的正向的負(fù)面影響。黃鐘賢特別強(qiáng)調(diào)，育苗智能與廣度自學(xué)技術(shù)不但自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展名留青史，在工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域中，還能讓工業(yè)機(jī)器人變得更加易于使用，化解更多工業(yè)4.0派生出的挑戰(zhàn)。

　　機(jī)器聽(tīng)覺(jué)讓設(shè)備“看”得更清楚

　　工業(yè)機(jī)器人要能搖身一變變?yōu)檎嬲膮f(xié)同機(jī)器人，或是進(jìn)行更精密的檢測(cè)組織工作，除了通過(guò)育苗智能與機(jī)器自學(xué)之外，機(jī)器聽(tīng)覺(jué)亦不可或缺。黃鐘賢認(rèn)為，通過(guò)安裝攝影機(jī)使工業(yè)機(jī)器人擁有聽(tīng)覺(jué)能力，如此一來(lái)，工業(yè)機(jī)器人可以更準(zhǔn)確辨別貴重物品，操作方式員也可以透過(guò)工業(yè)機(jī)器人的“眼睛”看到制造在線的狀況。

　　凌華科技(ADlink)表示，機(jī)器聽(tīng)覺(jué)并非新技術(shù)，在智能化制造中，機(jī)器聽(tīng)覺(jué)早已被引入用于品管檢查，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，機(jī)器聽(tīng)覺(jué)的辨識(shí)度也越來(lái)越高，除了品管之外，也開(kāi)始用在其他需要“辨識(shí)”能力的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中。

不過(guò)，品管仍是目前機(jī)器聽(tīng)覺(jué)最大宗的應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，但今后工業(yè)機(jī)器人要能看得更細(xì)微，就需要加入育苗智能與廣度自學(xué)等較強(qiáng)的運(yùn)算技術(shù)。黃鐘賢舉例，達(dá)明機(jī)器人目前的工業(yè)機(jī)器人僅配備2D聽(tīng)覺(jué)，因此利用GPU顯示適配器進(jìn)行每秒數(shù)百?gòu)?、幾百萬(wàn)畫(huà)素的圖像處理，仍綽綽有余。不過(guò)，若是要更精密的檢測(cè)貴重物品，例如眼下還是只能育苗目檢的產(chǎn)品外表小瑕疵，則需要3D聽(tīng)覺(jué)，此時(shí)就更需要處理能力更強(qiáng)大的廣度自學(xué)與育苗智能算法。

黃鐘賢特別強(qiáng)調(diào)，在智能制造應(yīng)用領(lǐng)域中，貴重物品檢測(cè)是很難智能化的部分，因?yàn)楫a(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(yǔ)言，但通過(guò)機(jī)器聽(tīng)覺(jué)、育苗智能與廣度自學(xué)，即可“告訴”品管檢測(cè)機(jī)器設(shè)備，什么樣的外觀或是狀態(tài)，就是有問(wèn)題的產(chǎn)品，而機(jī)器設(shè)備也可以根據(jù)這樣的“自學(xué)知識(shí)”，先將有問(wèn)題的產(chǎn)品攔下來(lái)。

　　AR創(chuàng)造更多互動(dòng)

　　雖然AR一開(kāi)始產(chǎn)業(yè)發(fā)展是在消費(fèi)性即游戲市場(chǎng)較為蓬勃，但是在制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，AR正在漸漸改變工廠的一切。事實(shí)上，無(wú)論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與測(cè)試、產(chǎn)品與工廠運(yùn)作，或是銷售及維修服務(wù)項(xiàng)目，都有運(yùn)用AR的機(jī)會(huì)，因此，目前AR已被視為工業(yè)4.0重要的應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)之一。

在今年的臺(tái)北國(guó)際智能化工業(yè)大展中，可以看到多家商運(yùn)用AR技術(shù)，在許多工業(yè)制造環(huán)境中。威強(qiáng)電工業(yè)計(jì)算機(jī)(IEI)表示，通過(guò)AR，可以讓工深入遙遠(yuǎn)、具危險(xiǎn)性..等不易或不適合組織工作相關(guān)人員進(jìn)入的地區(qū)，或是通過(guò)AR呈現(xiàn)產(chǎn)品制造完成的影像與各類信息，消費(fèi)者或是客戶也可以通過(guò)AR了解更多產(chǎn)品細(xì)節(jié)，因此產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展界的確已開(kāi)始漸漸將AR引入，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的精神。

　　但有關(guān)商亦透露，不可諱言，AR目前的技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展未臻成熟，包括頭盔與有關(guān)裝置過(guò)于笨重、行動(dòng)化仍有進(jìn)步空間，因此AR要全面應(yīng)用領(lǐng)域在工業(yè)4.0，還有一段路要走。

　　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)，這是由于傳感器收集的數(shù)據(jù)必須向云端傳送，才能被“知道”，甚至進(jìn)一步運(yùn)算及分析。高通(Qualcomm)產(chǎn)品管理資深副總裁Serge Willenegger指出，一些正在進(jìn)入工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域的技術(shù)，如AR、無(wú)人機(jī)…等，需要更短的延遲時(shí)間，和更高的傳輸速率，才能發(fā)揮效用，而5G即相當(dāng)適用。

5G不但Gbps等級(jí)的傳輸速率可與光纖網(wǎng)絡(luò)媲美，面對(duì)智能工廠需要極大的訊號(hào)覆蓋率，5G新空中接口(New Radio，NR)，和NB-IoT亦可做到，因此可以預(yù)見(jiàn)今后5G技術(shù)在工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域中也將扮演重要角色。

　　工業(yè)環(huán)境中，要求無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備相當(dāng)?shù)母采w率，尤其是傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要廣布節(jié)點(diǎn)，因此包括ZigBee、Thread…等短距無(wú)線通信技術(shù)，自然是工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域的通訊技術(shù)選項(xiàng)。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)，供建置或開(kāi)發(fā)工業(yè)4.0有關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的商新的選擇。

藍(lán)牙SIG亞洲地區(qū)營(yíng)銷副總裁孔德容(Ken Kolderup)表示，基于低功耗藍(lán)牙的藍(lán)牙Mesh，具備穩(wěn)定、可擴(kuò)充1000個(gè)以上節(jié)點(diǎn)、安全可靠、低功耗與大規(guī)模特性，因此可用于工廠智能化、用于機(jī)器監(jiān)測(cè)的無(wú)線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)…等應(yīng)用領(lǐng)域。且當(dāng)初規(guī)劃藍(lán)牙Mesh技術(shù)時(shí)，即將工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境考慮在內(nèi)，因此不但可符合工業(yè)4.0應(yīng)用領(lǐng)域需求，也可讓使用者更便利地使用現(xiàn)有的移動(dòng)裝置控制或得知工廠的運(yùn)作情況。

　　不但無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的新進(jìn)展，提供工業(yè)4.0穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的養(yǎng)分，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)也有新的姿勢(shì)。臺(tái)灣西門(mén)子(Siemens)數(shù)字工廠與晶片工業(yè)暨驅(qū)動(dòng)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)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，數(shù)字化是關(guān)鍵性，而在工業(yè)4.0中，工業(yè)通訊就是數(shù)字化的基礎(chǔ)。

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)，然而市場(chǎng)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(huì)讓網(wǎng)絡(luò)彼此間無(wú)法共通，勢(shì)必阻礙工業(yè)4.0的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此身為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“Profi”與“Profibus”的主要推動(dòng)者，西門(mén)子在臺(tái)灣也與合作伙伴成立“臺(tái)灣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)”，以將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)與今后趨勢(shì)引入臺(tái)灣，可望協(xié)助臺(tái)灣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步。

　　席德朗認(rèn)為，臺(tái)灣制造商早期購(gòu)置的設(shè)備，多不具備無(wú)線連接功能，導(dǎo)致那些商在跨入工業(yè)4.0時(shí)面臨重重障礙，為了讓人、機(jī)器、產(chǎn)品之間的溝通鏈接更順暢，并藉此收集大量制造數(shù)據(jù)信息即刻上傳到云端，通過(guò)Profi與Profibus將可滿足商智慧制造需求，也可讓有意進(jìn)入工業(yè)4.0的商，能夠縮短“陣痛期”，加速工業(yè)4.0在臺(tái)灣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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