目前台湾制造业的主要运作方式是「台湾接单、大陆生产、美国出货」，过去在大陆劳动力低廉与美国市场开放的状况下，此三角贸易模式有其利基，不过近年来大陆工资不断高涨，美国则是在川普政府上台后，保护主义抬头，面对生产与消费市场同时巨变，长年游走两岸分工的台湾制造业，更有加速智慧自动化必要，未来谁能抢先善用软硬体，整合前后段制程，提升良率、品质，就成为未来决定产业竞争力，甚或求生的关键。

从消费市场的整体趋势来看，现在台厂所接到的订单大半以多样少量者为主；少样多量订单则通常都集中于中国大陆。产能和价格，已非业者所能谋生的唯一利器，在景气快速起伏的年代，甚至还可能成为沉重的负担。这也代表台湾制造业者必须能频繁地换线，掌控制程的弹性变化与交期能力益形重要，管理者应同时掌握正确资讯，以充分利用设备稼动率、控管产品品质，才能从众多竞争厂商里脱颖而出。

像是搭配人性化的HMI，可协助使用者更好上手操作，当工业机器人规划出运动路线后，操作者便能在系统的模拟画面里看到规划的结果，以协助规划出最佳运动路径；运用视觉辨识技术的演算，得以分别于组装过程中及完成后，再利用装设于工业机器人上的镜头，检测组装状态有无失误或缺料，对台湾相关系统供应商而言，若能迅速针对不同生产线的需求，进行客制化调整，将是切入智慧制造市场的绝佳机会。

机联网奠立智慧制造基础

就目前智慧制造的产线架构发展来看，整体系统共有3层，包括负责采撷数据的感测层、传输数据的通讯层、分析数据的云端层，从这整体来看，系统建造的第一步工作是将数据传送到云端，而要完成此一目标，机联网成为首要工作，所谓的机联网是让制造设备具有纵、横两个方向的通讯能力，纵向是从机台到云端，横向则是指机台之间的平行串连，透过机联网架构，方能打造出初步的智慧化系统。

图1 : 因应未来消费市场与全球产业环境，智慧制造的导入将是不可避免的趋势。 （Source:Microsoft Enterprise）

有了机联网，制造业就可建立起数据中心，制造业者现在遇到的问题多肇因于生产过程数据不透明，像是生产管理者会因此无法真实掌握产线状况，无法制定合理有效的生产计划，不但会产生太多救火式的加班，让生产成本难以控制，也容易造成交货期延宕，进而影响商誉，此外现场资讯的无法掌握也容易让产品品质出现问题，管理者在难以得知原因的情况下，会无法厘清责任归属与解决问题，此时可透过工厂即时视觉化管理功能，可让管理者直觉理解工厂的所有状况，以数据分析客观的制定出生产策略，让产能与品质最佳化。

建立起数据中心后，工业物联网上层的云端系统就会接手数据的处理工作，过去物联网中的云端平台，主要是负责运算与分析，这两年AI兴起后，系统将会真正具有智慧功能，但要达到此目标，系统中不同层面的软硬体效能都必须足够，为解决此一问题，近年来制造业界开始将边缘运算纳入系统中。

过去的物联网概念，是将所有终端设备的数据都送到后端的云端平台集中运算，在规模不大的系统中，集中式运算的架构相对简单，成本也较低，不过一旦终端设备超过一定的数量，就会出现问题。

首先是过多终端设备所传回的数据量势必庞大，对后端处理器的运算负载带来沉重考验，再来是地处远端的设备，将产生高昂的传输费用，最后则是设备与后端系统较长的讯号传输时间，难以符合制造系统的即时性需求，对此，目前已有多家制造设备供应商推出边缘运算产品，解决上述问题。

边缘运算让产线运作更即时

工业领域的边缘运算产品的设计模式，是让感测网路中的闸道器（Gateway）具有一定程度的运算功能，过去闸道器仅负责汇整各端点的讯息，再将之传送到后端平台，具有运算能力的闸道器，在接收底层感测讯号时，会先行处理过再将讯号分流，需要由中央平台储存分析者传送到后端，高即时性或仅需简单控制者，则在运算后发出指令，回传到前端制造系统，由负责设备处理，对后端平台来说，边缘运算让中央处理器的运算资料量减少，且须运算的数据都已在前端闸道器先行处理过，而非原始数据，大幅减少了工作负载，对前端设备来说，也可以更即时处理制造现场所发生的状况，无论系统前后端，都是更好的选择。

边缘运算模式让制造系统中的运算单元平均配置，不再全部集中于后端，不过这种架构也有一定的门槛限制，首先是终端产品必须达到一定数量，系统效益才会产生，然而越多的终端设备，也就代表需要同等数量的边缘运算产品，具有运算功能的闸道器价格势必比阳春型更高，因此成本会是第2个问题，第3个问题则是多点的智慧闸道器，会让整体系统架构更复杂，系统在导入时需要更多的时间与更丰富专业经验一再调整，才能符合前端作业设备与后端运算平台的需求，而这也代表企业投入的资源势必同等提升。

可视化的两大设计趋势

除了边缘运算外，智慧制造制程设计的另一个趋势则是可视化。过去制造系统的资讯大多只显示在HMI上，不但显示的资讯量少，触及者也有限，智慧制造诉求是透过数据、资讯的无缝流动提升其价值，因此可视化已成为现在智慧制造系统的主流设计。

图2 : 智慧制造诉求是透过数据、资讯的无缝流动提升其价值，因此可视化已成为现在智慧制造系统的主流设计。（Source:Forbes）

目前可视化的设计有两个方向，首先是透过行动设备的连线，让讯息不再只出现于HMI，具有权限的操作者可利用手机、平板、笔记型电脑，从网路登入HMI画面监控设备状态，此外现在也有新创业者将扩增实境（AR）技术导入，作业人员可以透过具AR功能的设备与机台连线，达到制造现场资讯随时可视的目标。

除了行动装置外，另一个可视化是战情室仪表板（Dashboard）的设置，这类型设计大多应用于多处生产的跨国制造业，将各生产基地的资讯如稼动率、整体设备效率（OEE）等连结至总部，并将部分资讯处理为直觉可观的图形化介面，不过战情室的资讯就不会仅止于制程，厂务端的能源数据如电能、空调等也会一并显示，让管理者可以充分掌握所有状况。

边缘运算与可视化是目前智慧制造的两大趋势，不过这两大技术要全面应用于制程，需要花费一定的时间与成本进行调校，对制造业者来说，现在最重要的仍是先导入机联网，因为唯有后续的智慧工厂功能全部都以机联网为基础，而在导入机联网时，业者建议先不必做出太长远的策略，只要先可以解决眼前最急欲解决的痛点即可，完成之后再找出第二个痛点，逐次解决下去，智慧制造的效益和整体架构就会逐渐浮现，对使用者来说，这才是最实际的作法。

**刊头图（Source:The Business Times）