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智慧工廠成趨勢 科技巨頭搶攻工業4.0商機

  • 蕭菁菁
全自動化的智慧工廠是企業未來的夢想,科技業者搶搭工業4.0熱潮展開布局。法新社

從18世紀的第一次工業革命到最近的工業4.0,工廠製造過程有了相當不凡的進展,結合機器學習、物聯網(IoT)和雲端運算等先進技術,製造商品的效率、準確度和一致性大為提升,企業成本壓力同時也減輕。

18世紀後期全球第一次工業革命在英國展開,當時蒸氣動力機器的出現改變了製造業模式,數百名工人運作的工廠林立,取代原本分布在城市邊緣的小廠房,雖然生產效率仍差,工作環境欠佳,但大量生產商品的方式帶動企業蓬勃發展。

接下來1831年英國科學家法拉第(Michael Faraday)發現電流,不久之後電力完全取代蒸氣,成為工業製造的主要動力,不僅加速生產,生產效率和獲利也大幅改善,此時邁入工業革命第二階段。

多年後,工業生產的方式第三次進化,電腦和網路的發明,以及電腦化機械取代人力,除了進一步增加生產力、降低作業人員工作量之外,還創造許多新機會。

然而技術演進的步伐仍不停歇,邁入21世紀後,新一波工業革命悄悄推展開來,此時企業發現物聯網(IoT)和機器學習真正的潛力,並且將這些概念應用於製造各種商品。先進的機器學習演算法協助提升生產線的效率,是確保精確度和效能的更佳選項,當工廠有一部分或多數採用這些技術,人力的需求將大為降低。

這就是所謂的工業4.0(Industry 4.0),比起前三次的工業革命複雜許多,主要是綜合應用「虛實整合系統」(Cyber-Physical System;CPS)、機器學習技術、物聯網和雲端運算打造智慧工廠,勞工的工作量大幅轉移到機器人上。

工業自動化的益處相當多,舉凡對人類而言危險的任務均可由機器人擔任,與此同時,企業在供應鏈也掌握更多的控制能力,產品製造的一致性和正確性都大為提升。雖然擁有一座完全自動化的智慧工廠對企業而言還是一個遙遠的夢想,但第四工業革命確實已經逐漸展開。

無庸置疑地,打造智慧工廠將是未來生產線的趨勢,目前已有多家科技大廠包括英特爾(Intel)、IBM和微軟(Microsoft)投入工業4.0的布局,準備搶食市場商機。上述三家公司都架構了智慧製造科技基礎設施,提供客戶租用或內部生產之用。

其中微軟擁有雲端工業作業系統Azure,其軟體透過物聯網設備協助工廠將各式各樣的智慧零件如數據感測器、雲端通道和後端解決方案等整合成為單一網路,讓數據交換和作業員指令運作更順暢。

英特爾則有工業和能源解決方案(Industrial and Energy Solutions)事業,視企業客戶的需求,利用一系列的智慧裝置如機器人感測器、相機鏡頭、浪湧檢測儀(surge detector)來偵測、分析和交換耗電、維修、生產力等重要數據。

整體而言,微軟側重軟體,英特爾等其他業者則著重在協助客戶打造智慧工廠硬體。IBM和英特爾的性質類似,該公司新推出的Watson Internet of Things也是以架構物聯網設備硬體為主,利用認知應用程式介面(API)、區塊鏈(blockchain)和其他智慧生產技術,協助客戶開發大量的智慧裝置。

展望未來,工業4.0仍會面臨多方面的挑戰,當前技術演進的水準仍有很大的進步空間,但無庸置疑的是,為了跨越到下一個工業發展階段,人們確實有了顯著的進展。