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　　AI、機器人、AR等正式成為工業4.0產業發展新機遇

　　國際金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業典型研討會

　　工業4.0最終目標不但限于廠房內的高組織工作效率、可靠性，還包括怎樣減少浪費、改善供應鏈、再度提高可靠性和組織工作效率，和較佳的服務項目…等，要化解那些問題，3D成像、增強現實(AR)、育苗智能(AI)、機器人、可穿戴裝置，和智能運輸等新興技術將可能正式成為關鍵性……

工業4.0(Industry 4.0)特別強調在安全可靠的環境中提高組織工作組織工作效率與制造力，因此工業4.0開始產業發展時，特別專注制造機器的運轉效能，和怎樣避免因機器損壞導致的損失。此時，工業4.0的重點在于工廠內部的網絡與制造機器上的傳感器怎樣有效鏈接，并通過大數據分析，以期將制造力發揮極致。

　　工業4.0市場仍然相當持續走高

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

無論工業4.0、工業物聯網或是智能工廠、智能制造，其派生的商機持續不斷的景昌調單位或有關商的重視。TrendForce旗下拓墣產業產業發展研究所估計，2018年亞洲地區智能制造及智能工廠有關市場規模將達2,500億美元。

　　一股以智能制造推動現代制造模式轉型的流行時尚正熱烈產業發展中，其中智能制造即是與全面無線連接、智能化與制造效益等劃上等號，讓現代工廠朝工業4.0產業發展。

　　而一股火熱的工業4.0流行時尚實有布季夫各國積極推出各項政策推波助瀾，但隨著AR、通訊技術、機器聽覺、育苗智能/廣度自學(deep learning)等各項新舊技術的再翻新及蓬勃產業發展，那些技術亦逐步被引入工業4.0應用領域中，受益于此，工業4.0的產業發展將更能契合其意旨達成一致的最終目標——更智能、更節約成本、更智能化、更高的制造組織工作效率與競爭力，和更安全可靠的人機協同。

　　AI改變制造設備“思維”

隨著智能制造或工業4.0的引入，今后工廠廠房內最多的不是操作方式相關人員而是工業機器人。眼下，工業機器人通常是寫入工作臺順序的程序后，由相關人員操作方式，一個口令一個姿勢地完成所需繼續執行的組織工作，且梅西縣與制造在線的操作方式員共同組織工作時，還需有隔離設備，以防工業機器人“不小心”傷害到組織工作相關人員。

工業4.0剛開始產業發展時，在瑞典的確發生過協同型機器設備致人于死的事件。然而，lner是讓工業機器人依指令姿勢，這樣只能說是半智能化，一些比較精細的工作臺，仍然需要育苗繼續執行。達明機器人(Techman)研發處軟件設計部部門經理黃鐘賢表示，現代的機器人需要和水電工分開，以防機器人運作時，因為沒有“意識”到與水電工太過接近，而不小心誤傷。另外，眼下的工業機器人，能進行的組織工作很“單一”，機器人無法“總結經驗”，做到更多人工才能達成一致的組織工作，例如在一個貴重物品很多的大箱子中，正確取出所要的貴重物品，而那些都可以通過育苗智能與廣度自學來“教導”機器人，進一步達成一致全智能化的目標。

　　事實上，早在2016年世界經濟高峰論壇(WEF)時，高峰論壇中就已將育苗智能視為“第四次工業革命”的核心，與貝阿爾恩縣并預言這個技術將對亞洲地區產生翻天覆地的負面影響，可見今后育苗智能的重要性。

甚至，根據花旗銀行今年4月最新研究表示，2030年育苗智能在亞洲可創造最高可達3萬億美元的經濟價值，受負面影響最大的將是金融、健康醫療、制造、零售與運輸業。花旗銀行分析報告并提到，育苗智能對各行各業的負面影響可分為兩個層次：第一是產品與服務項目本身的轉變；第二是運用育苗智能在晶片、管理或商業流程上，可以大幅促成產業產業發展升級。

　　此外，Gartner也點名將受益育苗智能的十大硬件產業產業發展，包括電子元器件、Picowork產業產業發展、半導體，大到汽車產業產業發展、機器人，全都上榜。育苗智能技術的大突破，也讓智能機器人產業產業發展更上一層樓，更是產業產業發展邁向工業4.0的關鍵性，Gartner指出，2018年，亞洲地區工業機器人市場估計可達臺幣1.1萬億元（約2400億港幣），而臺灣機器人產值，2015年已達臺幣570億元（約125億港幣），其中有九成是產業發展工業機器人。

由此可見，育苗智能與廣度自學將進一步推升工業4.0產業發展，并對產業產業發展導致新的正向的負面影響。黃鐘賢特別強調，育苗智能與廣度自學技術不但自身產業發展名留青史，在工業4.0應用領域中，還能讓工業機器人變得更加易于使用，化解更多工業4.0派生出的挑戰。

　　機器聽覺讓設備“看”得更清楚

　　工業機器人要能搖身一變變為真正的協同機器人，或是進行更精密的檢測組織工作，除了通過育苗智能與機器自學之外，機器聽覺亦不可或缺。黃鐘賢認為，通過安裝攝影機使工業機器人擁有聽覺能力，如此一來，工業機器人可以更準確辨別貴重物品，操作方式員也可以透過工業機器人的“眼睛”看到制造在線的狀況。

　　凌華科技(ADlink)表示，機器聽覺并非新技術，在智能化制造中，機器聽覺早已被引入用于品管檢查，或是增添在工業機器人上。但隨著攝影機與算法的進步，機器聽覺的辨識度也越來越高，除了品管之外，也開始用在其他需要“辨識”能力的工業應用領域中。

不過，品管仍是目前機器聽覺最大宗的應用領域領域，但今后工業機器人要能看得更細微，就需要加入育苗智能與廣度自學等較強的運算技術。黃鐘賢舉例，達明機器人目前的工業機器人僅配備2D聽覺，因此利用GPU顯示適配器進行每秒數百張、幾百萬畫素的圖像處理，仍綽綽有余。不過，若是要更精密的檢測貴重物品，例如眼下還是只能育苗目檢的產品外表小瑕疵，則需要3D聽覺，此時就更需要處理能力更強大的廣度自學與育苗智能算法。

黃鐘賢特別強調，在智能制造應用領域中，貴重物品檢測是很難智能化的部分，因為產品外表瑕疵的判斷方式仍難以化為工業機器人能理解的程序語言，但通過機器聽覺、育苗智能與廣度自學，即可“告訴”品管檢測機器設備，什么樣的外觀或是狀態，就是有問題的產品，而機器設備也可以根據這樣的“自學知識”，先將有問題的產品攔下來。

　　AR創造更多互動

　　雖然AR一開始產業發展是在消費性即游戲市場較為蓬勃，但是在制造業現場，AR正在漸漸改變工廠的一切。事實上，無論是產品設計與測試、產品與工廠運作，或是銷售及維修服務項目，都有運用AR的機會，因此，目前AR已被視為工業4.0重要的應用領域技術之一。

在今年的臺北國際智能化工業大展中，可以看到多家商運用AR技術，在許多工業制造環境中。威強電工業計算機(IEI)表示，通過AR，可以讓工深入遙遠、具危險性..等不易或不適合組織工作相關人員進入的地區，或是通過AR呈現產品制造完成的影像與各類信息，消費者或是客戶也可以通過AR了解更多產品細節，因此產業產業發展界的確已開始漸漸將AR引入，實現工業4.0的精神。

　　但有關商亦透露，不可諱言，AR目前的技術產業發展未臻成熟，包括頭盔與有關裝置過于笨重、行動化仍有進步空間，因此AR要全面應用領域在工業4.0，還有一段路要走。

　　通訊技術使人與機器進一步溝通

　　工業4.0組成要素中，通訊技術是最不可或缺的一環，這是由于傳感器收集的數據必須向云端傳送，才能被“知道”，甚至進一步運算及分析。高通(Qualcomm)產品管理資深副總裁Serge Willenegger指出，一些正在進入工業4.0應用領域領域的技術，如AR、無人機…等，需要更短的延遲時間，和更高的傳輸速率，才能發揮效用，而5G即相當適用。

5G不但Gbps等級的傳輸速率可與光纖網絡媲美，面對智能工廠需要極大的訊號覆蓋率，5G新空中接口(New Radio，NR)，和NB-IoT亦可做到，因此可以預見今后5G技術在工業4.0應用領域中也將扮演重要角色。

　　工業環境中，要求無線網絡技術具備相當的覆蓋率，尤其是傳感器網絡，需要廣布節點，因此包括ZigBee、Thread…等短距無線通信技術，自然是工業4.0應用領域的通訊技術選項。近期藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)即推出藍牙網狀網絡(Mesh)，供建置或開發工業4.0有關應用領域的商新的選擇。

藍牙SIG亞洲地區營銷副總裁孔德容(Ken Kolderup)表示，基于低功耗藍牙的藍牙Mesh，具備穩定、可擴充1000個以上節點、安全可靠、低功耗與大規模特性，因此可用于工廠智能化、用于機器監測的無線感測網絡…等應用領域。且當初規劃藍牙Mesh技術時，即將工業應用領域環境考慮在內，因此不但可符合工業4.0應用領域需求，也可讓使用者更便利地使用現有的移動裝置控制或得知工廠的運作情況。

　　不但無線網絡的新進展，提供工業4.0穩定產業發展的養分，工業以太網絡也有新的姿勢。臺灣西門子(Siemens)數字工廠與晶片工業暨驅動科技事業部總經理席德朗(Tino Hildebrand)表示，工業4.0要能持續產業發展，數字化是關鍵性，而在工業4.0中，工業通訊就是數字化的基礎。

工業通訊中最主要的通訊技術則是工業以太網絡，然而市場上工業以太網絡標準眾多，采用不同標準會讓網絡彼此間無法共通，勢必阻礙工業4.0的產業發展，因此身為工業網絡國際標準“Profi”與“Profibus”的主要推動者，西門子在臺灣也與合作伙伴成立“臺灣工業網絡協會”，以將工業網絡的最新技術與今后趨勢引入臺灣，可望協助臺灣工業網絡的進步。

　　席德朗認為，臺灣制造商早期購置的設備，多不具備無線連接功能，導致那些商在跨入工業4.0時面臨重重障礙，為了讓人、機器、產品之間的溝通鏈接更順暢，并藉此收集大量制造數據信息即刻上傳到云端，通過Profi與Profibus將可滿足商智慧制造需求，也可讓有意進入工業4.0的商，能夠縮短“陣痛期”，加速工業4.0在臺灣的產業發展。

( 文章來源：互聯網 )

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