近幾年來(lái)，只要是從事制造生產(chǎn)業(yè)務(wù)的企業(yè)，都曾聽(tīng)聞某大電子制造業(yè)龍頭，誓言部署百萬(wàn)機器人大軍，終至發(fā)展出可關(guān)燈生產(chǎn)的無(wú)人工廠(chǎng)，隨著(zhù)此一效應推波助瀾，已迫使由來(lái)許久的“自動(dòng)化”工控年代，處于即將邁向“智能化”工控年代的轉折點(diǎn)。

　　論及智能工廠(chǎng)，暫且撇開(kāi)其各方對于此一名詞定義之詮釋?zhuān)欠裼兴煌?，事?shí)上，臺灣絕大多數的制造業(yè)者，不僅都具備智能工廠(chǎng)的雛型，而且存續至今的時(shí)程，其實(shí)相當久遠。

　　許多工廠(chǎng)，即使被歸類(lèi)在傳統產(chǎn)業(yè)，其實(shí)早在10年、甚至20年之前，就開(kāi)始導入自動(dòng)化，普遍常見(jiàn)的景況是，在前端引進(jìn)PLC集成控制設備、傳感器等裝置，后端則布建了具備資料搜集功能的計算機，再運用諸如“模糊算法(Fuzzy Control)”等實(shí)時(shí)控制方式，借以追求工廠(chǎng)運行之最適化。

　　透過(guò)此類(lèi)模式，有助于將原本單工型態(tài)的作業(yè)環(huán)境，藉由中斷分時(shí)方式，模擬成為多工環(huán)境，藉此達到效能提升的效果，某種程度上，要將之稱(chēng)為臺灣智能工廠(chǎng)的先驅?zhuān)鋵?shí)并未言過(guò)其實(shí)。

　　只不過(guò)，若僅借助自動(dòng)化，多半可使工業(yè)制造流程滿(mǎn)足效率層面的需求，但假使業(yè)者欲隨時(shí)因應市場(chǎng)需求，亟盼能彈性調整產(chǎn)能、促進(jìn)空間有效利用，并有效降低生產(chǎn)成本，種種愿景，實(shí)已進(jìn)入智能層面的格局，并無(wú)法單純倚靠自動(dòng)化技術(shù)來(lái)加以實(shí)現。在此前提下，如何運用有效的智能化手段，繼而管理自動(dòng)化設備，已然成為制造企業(yè)不容回避的重大課題，值此盤(pán)旋待變的時(shí)刻，物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things；IoT)技術(shù)即顯得相當重要。

　　究竟一個(gè)植基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工廠(chǎng)，大抵呈現何等樣貌？首先，在智能工廠(chǎng)環(huán)境內部，通常會(huì )有一套名為“資料采集與監控系統(SCADA)”的系統，旨在作為監控及控制所有設備的集中式控制臺，假使沒(méi)有此系統，就會(huì )有一群分散在特定區域，并許多系統組合而成的分散式控制系統(DCS)。

　　在此之中，絕大部分的前端控制，系由遠程終端控制系統(RTU)或PLC負責進(jìn)行，主系統一般僅肩負系統監控層級的控制任務(wù)。舉例來(lái)說(shuō)，針對空調系統，即由PLC負責控制主機及冷卻水塔的容量與流量，至于SCADA系統，則提供一個(gè)可供變更設定的操作機制，俾使操作員改變容量或流量的目標值，一旦將需要告警的條件設定妥善，日后萬(wàn)一出現水位偏低、流量不足乃至于溫度過(guò)高等情況，PLC或RTU就會(huì )運用回授控制的方式，借以控制流量或溫度，與此同時(shí)，SCADA仍將全程監控系統的整體效能。

　　實(shí)現智能感測的必備技術(shù)

　　總括而論，要想建立一個(gè)智能工廠(chǎng)情境，先決條件即是讓制造流程具備智能判斷的能力，而此一能量的來(lái)源，基本上來(lái)自于儀器、儀表、傳感器等控制系統，這些都是不可或缺的基礎構成要素。綜觀(guān)近幾年來(lái)儀器、儀表的智能化發(fā)展，主要是以微處理器及人工智能技術(shù)為發(fā)展主軸，主要是藉由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、遺傳算法、進(jìn)化計算、混沌控制等智能技術(shù)，為儀器與儀表增添了高速、高效、多功能、高機動(dòng)性、高靈活度等特質(zhì)。

　　比方說(shuō)專(zhuān)家控制系統(ECS)，即是一種融合大量專(zhuān)門(mén)知識與經(jīng)驗的程序化系統，其透過(guò)人工智能與計算機運算技術(shù)，足以根據某領(lǐng)域一或多個(gè)專(zhuān)家所提供的知識與經(jīng)驗，從而進(jìn)行推理判斷，并模擬人類(lèi)專(zhuān)家的決策過(guò)程，以便能解決一些原本需要專(zhuān)家介入的棘手難題。

　　至于模糊控制器(FC-Fuzzy Controller)，也是智能工廠(chǎng)相關(guān)技術(shù)當中，另一個(gè)值得矚目的焦點(diǎn)。模糊控制技術(shù)具有處理不確定性、不精確性及模糊信息的實(shí)力，意即面對無(wú)法建造數學(xué)模型的被控過(guò)程，往往可適時(shí)提供有效控制，解決一些常規控制所鞭長(cháng)莫及的難題，緣于此故，就工業(yè)控制領(lǐng)域而論，模糊控制確實(shí)逐漸獲得廣泛采用。

　　當然，IoT蘊含了感測、傳輸及應用等三個(gè)層次，因此意欲實(shí)現智能工廠(chǎng)應用，除了建構智能感測機能外，另外也須留意兩個(gè)重要趨勢，一是“控制系統的網(wǎng)絡(luò )化”，另一則是“工業(yè)通信的無(wú)線(xiàn)化”。首先在于控制系統網(wǎng)絡(luò )化部分，不可諱言，伴隨工廠(chǎng)制造流程所連結的嵌入式設備愈來(lái)愈多，以致于最佳的因應之道，就成為透過(guò)云端架構來(lái)部署控制系統，但值得注意的是，肇因于影像與語(yǔ)音等挾帶較大資料量的訊號不斷增加，對于傳輸效率、網(wǎng)絡(luò )帶寬的要求，在在都是嚴苛考驗，只因生產(chǎn)流程容錯空間甚小，任何經(jīng)由網(wǎng)絡(luò )傳遞的封包信息，實(shí)不容許絲毫閃失，在此情況下，哪里些資料理應優(yōu)先傳送(譬如設備故障訊息)，哪里些資料可容后傳送(譬如電子郵件)，勢必都得取決控制系統的智能判斷能力。

　　有關(guān)工業(yè)通信無(wú)線(xiàn)化，亦是近幾年來(lái)智能工廠(chǎng)領(lǐng)域之中的熱門(mén)話(huà)題，其之所以備受關(guān)注與討論，乃在于無(wú)線(xiàn)技術(shù)在部署的便利性上，明顯較過(guò)往有線(xiàn)技術(shù)占有優(yōu)勢，然值得一提的，不管是藍牙、Wi-Fi、GPS、LTE或WiMAX等無(wú)線(xiàn)通信標準，無(wú)論在于可靠性、確定性、實(shí)時(shí)性甚或兼容性等方面，其實(shí)都還有進(jìn)步的空間，因此綜觀(guān)現今以智能功能為訴求的儀器、儀表或其它自動(dòng)化設備，在內嵌無(wú)線(xiàn)傳輸功能之余，仍無(wú)法全然切斷其與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的臍帶。

　　憑借智能感測 既興利也可除弊

　　無(wú)論如何，不管透過(guò)何種技術(shù)建立智能工廠(chǎng)，終極目的皆在于獲得效益，否則臺灣制造業(yè)屹立國際舞臺已非一天兩天之前，過(guò)去停留在“自動(dòng)化”階段，就已能虎虎生風(fēng)，何必為了“智能化”而多此一舉。

　　事實(shí)上，一些開(kāi)始導入智能感測技術(shù)的制造業(yè)者，已明顯感受到前所未見(jiàn)的好處。例如某家以生產(chǎn)民生用品為主的制造商，即透過(guò)布建于生產(chǎn)線(xiàn)前端的傳感器，得以精準掌握其所生產(chǎn)的每一項商品，究竟耗用了多少電、水或糖等資源，從而精準估算各項商品的真實(shí)成本，終至反應到訂價(jià)策略，在成本與利潤之間找到最佳平衡點(diǎn)，也帶動(dòng)了營(yíng)運績(jì)效的上揚。

　　值得一提的，該公司在精確獲悉資源消耗情況之余，也順勢掌握了二氧化碳的排放信息，因而針對政府日后可能施行的碳盤(pán)查制度預作準備，對于企業(yè)形象，亦具有加分效果。

　　另一制造業(yè)者，當初導入智能感測技術(shù)的初衷，只是為了節約用電成本，然而在運用過(guò)程中，其高層主管透過(guò)歷史數據的分析比對，發(fā)現旗下某廠(chǎng)區的一組生產(chǎn)機臺，近期耗電量異常飆高，但當時(shí)并非生產(chǎn)旺季，機臺運轉時(shí)間并未較平時(shí)增加，尤其到了周休二日，高能耗情況仍舊有增無(wú)減，種種跡象，顯示該機臺已呈現不合常理的狀態(tài)。

　　于是乎，這名主管合理懷疑這臺設備已經(jīng)出現故障，才會(huì )產(chǎn)生異常耗電現象，接著(zhù)迅速接洽供應商，請其指派工程師到場(chǎng)檢修，結果證實(shí)該設備的確有失靈現象，若不盡速加以修復，未來(lái)兩個(gè)月內隨時(shí)可能停擺，進(jìn)而對生產(chǎn)作業(yè)釀成嚴重沖擊，后果不堪設想，所幸在緊急修復后，一切回歸正常，及時(shí)遏止一場(chǎng)災難。