AI、机器人、AR等正式成为工业4.0产业发展新机遇

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　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　工业4.0最终目标不但限于厂房内的高组织工作效率、可靠性，还包括怎样减少浪费、改善供应链、再度提高可靠性和组织工作效率，和较佳的服务项目…等，要化解那些问题，3D成像、增强现实(AR)、育苗智能(AI)、机器人、可穿戴装置，和智能运输等新兴技术将可能正式成为关键性……

工业4.0(Industry 4.0)特别强调在安全可靠的环境中提高组织工作组织工作效率与制造力，因此工业4.0开始产业发展时，特别专注制造机器的运转效能，和怎样避免因机器损坏导致的损失。此时，工业4.0的重点在于工厂内部的网络与制造机器上的传感器怎样有效链接，并通过大数据分析，以期将制造力发挥极致。

　　工业4.0市场仍然相当持续走高

　　瑞典提出工业4.0概念至今，各家厂商纷纷响应，不但将工业4.0引入自家工厂制造线；也有商聚焦在有关产品与系统的研发，让工业4.0正式成为物联网(IoT)中最受瞩目的应用领域之一。业界亦提出工业物联网(IIoT)、智能工厂与智能制造的说法，那些“专有名词”背后代表的意义基本上是相互配合的。

无论工业4.0、工业物联网或是智能工厂、智能制造，其派生的商机持续不断的景昌调单位或有关商的重视。TrendForce旗下拓墣产业产业发展研究所估计，2018年亚洲地区智能制造及智能工厂有关市场规模将达2,500亿美元。

　　一股以智能制造推动现代制造模式转型的流行时尚正热烈产业发展中，其中智能制造即是与全面无线连接、智能化与制造效益等划上等号，让现代工厂朝工业4.0产业发展。

　　而一股火热的工业4.0流行时尚实有布季夫各国积极推出各项政策推波助澜，但随着AR、通讯技术、机器听觉、育苗智能/广度自学(deep learning)等各项新旧技术的再翻新及蓬勃产业发展，那些技术亦逐步被引入工业4.0应用领域中，受益于此，工业4.0的产业发展将更能契合其意旨达成一致的最终目标——更智能、更节约成本、更智能化、更高的制造组织工作效率与竞争力，和更安全可靠的人机协同。

　　AI改变制造设备“思维”

随着智能制造或工业4.0的引入，今后工厂厂房内最多的不是操作方式相关人员而是工业机器人。眼下，工业机器人通常是写入工作台顺序的程序后，由相关人员操作方式，一个口令一个姿势地完成所需继续执行的组织工作，且梅西县与制造在线的操作方式员共同组织工作时，还需有隔离设备，以防工业机器人“不小心”伤害到组织工作相关人员。

工业4.0刚开始产业发展时，在瑞典的确发生过协同型机器设备致人于死的事件。然而，lner是让工业机器人依指令姿势，这样只能说是半智能化，一些比较精细的工作台，仍然需要育苗继续执行。达明机器人(Techman)研发处软件设计部部门经理黄钟贤表示，现代的机器人需要和水电工分开，以防机器人运作时，因为没有“意识”到与水电工太过接近，而不小心误伤。另外，眼下的工业机器人，能进行的组织工作很“单一”，机器人无法“总结经验”，做到更多人工才能达成一致的组织工作，例如在一个贵重物品很多的大箱子中，正确取出所要的贵重物品，而那些都可以通过育苗智能与广度自学来“教导”机器人，进一步达成一致全智能化的目标。

　　事实上，早在2016年世界经济高峰论坛(WEF)时，高峰论坛中就已将育苗智能视为“第四次工业革命”的核心，与贝阿尔恩县并预言这个技术将对亚洲地区产生翻天覆地的负面影响，可见今后育苗智能的重要性。

甚至，根据花旗银行今年4月最新研究表示，2030年育苗智能在亚洲可创造最高可达3万亿美元的经济价值，受负面影响最大的将是金融、健康医疗、制造、零售与运输业。花旗银行分析报告并提到，育苗智能对各行各业的负面影响可分为两个层次：第一是产品与服务项目本身的转变；第二是运用育苗智能在晶片、管理或商业流程上，可以大幅促成产业产业发展升级。

　　此外，Gartner也点名将受益育苗智能的十大硬件产业产业发展，包括电子元器件、Picowork产业产业发展、半导体，大到汽车产业产业发展、机器人，全都上榜。育苗智能技术的大突破，也让智能机器人产业产业发展更上一层楼，更是产业产业发展迈向工业4.0的关键性，Gartner指出，2018年，亚洲地区工业机器人市场估计可达台币1.1万亿元（约2400亿港币），而台湾机器人产值，2015年已达台币570亿元（约125亿港币），其中有九成是产业发展工业机器人。

由此可见，育苗智能与广度自学将进一步推升工业4.0产业发展，并对产业产业发展导致新的正向的负面影响。黄钟贤特别强调，育苗智能与广度自学技术不但自身产业发展名留青史，在工业4.0应用领域中，还能让工业机器人变得更加易于使用，化解更多工业4.0派生出的挑战。

　　机器听觉让设备“看”得更清楚

　　工业机器人要能摇身一变变为真正的协同机器人，或是进行更精密的检测组织工作，除了通过育苗智能与机器自学之外，机器听觉亦不可或缺。黄钟贤认为，通过安装摄影机使工业机器人拥有听觉能力，如此一来，工业机器人可以更准确辨别贵重物品，操作方式员也可以透过工业机器人的“眼睛”看到制造在线的状况。

　　凌华科技(ADlink)表示，机器听觉并非新技术，在智能化制造中，机器听觉早已被引入用于品管检查，或是增添在工业机器人上。但随着摄影机与算法的进步，机器听觉的辨识度也越来越高，除了品管之外，也开始用在其他需要“辨识”能力的工业应用领域中。

不过，品管仍是目前机器听觉最大宗的应用领域领域，但今后工业机器人要能看得更细微，就需要加入育苗智能与广度自学等较强的运算技术。黄钟贤举例，达明机器人目前的工业机器人仅配备2D听觉，因此利用GPU显示适配器进行每秒数百张、几百万画素的图像处理，仍绰绰有余。不过，若是要更精密的检测贵重物品，例如眼下还是只能育苗目检的产品外表小瑕疵，则需要3D听觉，此时就更需要处理能力更强大的广度自学与育苗智能算法。

黄钟贤特别强调，在智能制造应用领域中，贵重物品检测是很难智能化的部分，因为产品外表瑕疵的判断方式仍难以化为工业机器人能理解的程序语言，但通过机器听觉、育苗智能与广度自学，即可“告诉”品管检测机器设备，什么样的外观或是状态，就是有问题的产品，而机器设备也可以根据这样的“自学知识”，先将有问题的产品拦下来。

　　AR创造更多互动

　　虽然AR一开始产业发展是在消费性即游戏市场较为蓬勃，但是在制造业现场，AR正在渐渐改变工厂的一切。事实上，无论是产品设计与测试、产品与工厂运作，或是销售及维修服务项目，都有运用AR的机会，因此，目前AR已被视为工业4.0重要的应用领域技术之一。

在今年的台北国际智能化工业大展中，可以看到多家商运用AR技术，在许多工业制造环境中。威强电工业计算机(IEI)表示，通过AR，可以让工深入遥远、具危险性..等不易或不适合组织工作相关人员进入的地区，或是通过AR呈现产品制造完成的影像与各类信息，消费者或是客户也可以通过AR了解更多产品细节，因此产业产业发展界的确已开始渐渐将AR引入，实现工业4.0的精神。

　　但有关商亦透露，不可讳言，AR目前的技术产业发展未臻成熟，包括头盔与有关装置过于笨重、行动化仍有进步空间，因此AR要全面应用领域在工业4.0，还有一段路要走。

　　通讯技术使人与机器进一步沟通

　　工业4.0组成要素中，通讯技术是最不可或缺的一环，这是由于传感器收集的数据必须向云端传送，才能被“知道”，甚至进一步运算及分析。高通(Qualcomm)产品管理资深副总裁Serge Willenegger指出，一些正在进入工业4.0应用领域领域的技术，如AR、无人机…等，需要更短的延迟时间，和更高的传输速率，才能发挥效用，而5G即相当适用。

5G不但Gbps等级的传输速率可与光纤网络媲美，面对智能工厂需要极大的讯号覆盖率，5G新空中接口(New Radio，NR)，和NB-IoT亦可做到，因此可以预见今后5G技术在工业4.0应用领域中也将扮演重要角色。

　　工业环境中，要求无线网络技术具备相当的覆盖率，尤其是传感器网络，需要广布节点，因此包括ZigBee、Thread…等短距无线通信技术，自然是工业4.0应用领域的通讯技术选项。近期蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)即推出蓝牙网状网络(Mesh)，供建置或开发工业4.0有关应用领域的商新的选择。

蓝牙SIG亚洲地区营销副总裁孔德容(Ken Kolderup)表示，基于低功耗蓝牙的蓝牙Mesh，具备稳定、可扩充1000个以上节点、安全可靠、低功耗与大规模特性，因此可用于工厂智能化、用于机器监测的无线感测网络…等应用领域。且当初规划蓝牙Mesh技术时，即将工业应用领域环境考虑在内，因此不但可符合工业4.0应用领域需求，也可让使用者更便利地使用现有的移动装置控制或得知工厂的运作情况。

　　不但无线网络的新进展，提供工业4.0稳定产业发展的养分，工业以太网络也有新的姿势。台湾西门子(Siemens)数字工厂与晶片工业暨驱动科技事业部总经理席德朗(Tino Hildebrand)表示，工业4.0要能持续产业发展，数字化是关键性，而在工业4.0中，工业通讯就是数字化的基础。

工业通讯中最主要的通讯技术则是工业以太网络，然而市场上工业以太网络标准众多，采用不同标准会让网络彼此间无法共通，势必阻碍工业4.0的产业发展，因此身为工业网络国际标准“Profi”与“Profibus”的主要推动者，西门子在台湾也与合作伙伴成立“台湾工业网络协会”，以将工业网络的最新技术与今后趋势引入台湾，可望协助台湾工业网络的进步。

　　席德朗认为，台湾制造商早期购置的设备，多不具备无线连接功能，导致那些商在跨入工业4.0时面临重重障碍，为了让人、机器、产品之间的沟通链接更顺畅，并藉此收集大量制造数据信息即刻上传到云端，通过Profi与Profibus将可满足商智慧制造需求，也可让有意进入工业4.0的商，能够缩短“阵痛期”，加速工业4.0在台湾的产业发展。

( 文章来源：互联网 )

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