智慧工廠是結合了人工智能、數據分析、物聯網以及雲端運算，為製造產業創造一種靈活以及能夠快速適應生產需求的製造模式。智慧工廠能夠為企業帶來全面性的好處，而現今台灣的製造業就正在面臨著一波轉型智慧工廠的浪潮。然而為什麼智慧工廠是企業必經的轉型之路呢？智慧工廠的關鍵技術和應用又有哪些？－眺岳科技
智慧工廠是什麼？
智慧工廠是結合了人工智能、大數據分析、雲端運算以及物聯網，為各種領域的製造產業創造一種靈活以及便利適應多種生產需求的製造模式。在這個時代，誰能夠快速的反應市場、根據需求生產出豐富的產品，就有機會在這個競爭激烈的市場上成為贏家。
百年前蒸汽機的發明帶動了工業革命。到了今天，因應著普遍產品壽命的縮短以及與日俱增的客製需求，則是推動了製造業者和數位科技一起聯手，打造了智慧工廠。
延伸閱讀：工業4.0：製造業的未來轉型之路
智慧工廠透過將物理世界與網際網路做連結，將所有設備及站點的流程都完美的使用物聯網結合、搭起溝通的橋樑。這個橋梁順利地讓以往在企業內難有交集的IT以及工控部門從此有了對話的機會及平台。轉型智慧工廠可以幫助傳統製造業有效的監控整個製作流程，從機器到人工完整掌握。這些數據可以用來優化設備、重新組織，響應快速轉化的時代需求。
智能製造對於全球未來的製造業有著深刻的影響，工業4.0為現有製造業打開了先機，因應產品壽命的縮短以及大量的客製需求，集結了物理應用以及網路技術，使製造過程所需的各種技術更加的複雜與精確。智慧工廠可以提高生產的效能以及質量，並且有助於更透明的管理，以及控制整體製造過程。
簡單來說，智慧工廠藉由人工智能、邊緣運算和工作附載的融合，製造商可以從設備上擷取、處理和儲存更多的數據。再透過分析這些數據，對操作系統進行更多的調整，即時的資訊也能確保產線狀況，協助企業針對產線做出適時的應對方針。透過大數據不停的自動更新以及分析，業者們可以針對產品以及數據不停地改善、調整，有助於使生產過程以及產品本深更具競爭力。
智慧工廠的關鍵技術以及應用
毫無疑問的，智慧工廠將慢慢地取代傳統製造業，成為未來製造業的核心。要成就智慧工廠，就不能忽略下面幾種數位技術：
5G
要達成智慧工廠，就不能沒有數據。5G作為目前最新的無線技術，它的速度比4G快了約十倍左右，最快能夠達到1gbps，也就是每秒千兆位以上的傳輸。它擁有可以快速且高效的傳送大量數據，而可靠且低延遲的通信功能，這對需要高精準以及時間掌握的製造業起了至關的效果。透過行動裝置，人們可以更精準的進行遠程操作和自動控制，5G可以說是在智慧工廠裡扮演了十分重要的角色，甚至有著改變遊戲規則的潛力。
在理解了5G的潛能後，我們可以想像，當一輛送貨卡車快抵達工廠時，就能預先傳送精確的貨物訊息以及數量，在節省人工的情況下使用機器登記庫存，並且即時的將零件轉移至產線。在智慧工廠或者是倉庫裡面，部門間也能夠預先的協調及調度廠內需求，做好萬無一失的預備，節省傳遞訊息的時程以及減少人工上的錯誤出現。
人工智能
人工智能在智慧工廠中可以用來進行預防性的維護、質量控管以及材料處理等。傳感器、機器以及人所收集到的數據，透過人工智能的運算，可以有效的優化營運甚至是實現「關燈工廠」。
2020年，爆發的新冠疫情讓全球的製造供應鏈都受到了嚴重的衝擊，世界各地的勞動力短缺，使得製造廠能下滑了至少20%，這禿顯了企業對於智慧製造需求的急迫性。而AI人工智能更是在這時取代了短缺的人力。透過大數據分析、人工智能以及運算等技術，企業得以預測製成可能面臨的問題，達成在短時間內量產的任務。同時因為精密的計算，也將製成變異和潛在的損失率降至最低。
雲端計算
雲端計算也是智慧工廠中不可或缺的一大條件，雲端的系統提供智慧工廠所需的靈活性，並且大幅降低了廠內對於現場硬體及軟體的需求，進而降低製造成本。所謂的靈活性，是指業者可以使用雲端服務，按照企業本身的需求來依量付費，這種模式能夠減少公司對於硬體上的需求，更可以確保企業更及時的針對當下的業務需求進行變化以及擴展。
不僅是成本和速度，雲端服務還擁有著節省人力以及空間的魅力。業者不再需要想方設法地在複雜的現場（例如堆疊的貨架間或是設備精密的廠區）建立基礎設施，透過雲端依然可以在正確的時間地點獲得完善的IT資源，並且在安全性上也比傳統的硬體強上許多。
邊緣計算
除了雲端以外，也有許多智慧工廠會選擇在線下處理數據。雲端計算是運用在集中化的資料中心，而邊緣計算則是使用分散型的微型資料中心，在使用資料的時候能夠更靠近資料產生的源頭。換句話說，邊緣計算能夠讓企業的程序更貼近物聯網的設備，直接地從本地的服務器取得數據來源，更有效的減少數據更新的延遲。這樣的分析能力可以提供最即時的洞察報告和預測分析，有效的為企業達到創新以及提升資料和價值。
除了以上四種數位技術，另外還有像是SERP、3D列印等等，都是智慧工廠用來融入製造過程並且提供工廠的效率以及生產力的關鍵技術。
為什麼智慧工廠是企業必經的轉型之路？
綜合以上的資訊，智慧工廠可以為企業帶來以下好處：
精準的KPI衡量：智慧工廠將提供管理層自動且精準的數據，協助管理階層能夠更準確且有效率的預測KPI。
超前思考及部屬：智慧的預測維護將幫助管理階層評估並且預先防範、解決維護相關的問題。
高效的需求管理：智能工廠精準的預測能力，可以降低、預防浪費，達到更高效的管理。
大幅增加製造生產力：因為智能工廠能夠無縫的提供有關機器維護和當前潛瓶頸之有效數據，能夠讓管理人員與產線大幅地提供生產力。
根據網站MARKETSANDMARKETS研究顯示，由於消費者的偏好正在快速的變化，加上傳統製造流程的低效率。在2027年，全球的智慧製造市場將從2021年美金88.7億的價值提升至228.2億美金。未來的五年內，工業4.0的模式將統領主流的製造業市場。越來越多的企業會重視工業自動化，各國的政府也將參與支持工業自動化。
智慧工廠是由製造管理和數位科技完美融合的結果，也是產業在這個時代都需面臨的轉型過程。企業想要利用智慧工廠的科技來成就更高的目標、達到產線與科技上的完美結合，就需要專業且技術經驗豐富的團隊來進行整合，才能讓轉型的投資效益發揮到最大。
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