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機械工業雜誌

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產業脈動|AI 驅動的智慧製造:技術發展與未來趨勢

作者 黃仲宏

刊登日期:2026/11/01

摘要

在全球供應鏈重組、勞動力結構轉變與減碳轉型的多重推力下,製造業已逐漸告別「單點自動化」 時代,開始邁入以「AI 驅動的自主化決策」為核心的新賽局。工研院產科國際所持續追蹤國內外產業趨 勢,透過近年日本IREX(國際機器人展)、美國CES(消費性電子展)與德國漢諾威工業展等全球指標 大展,觀察到AI 技術的創新,正全面重新定義智慧工廠的運作邏輯。本文將剖析智慧製造六大領域的技 術發展,並說明目前企業落實的AI 應用,已跳脫單純的火力展示,實質轉化為優化製程、生產、維運與 管理的具體動能。我們也提出未來製造業最具規模化潛力的AI 應用,推論未來能將AI 融入日常生產作業, 並持續累積資料、製程知識與應用經驗的企業,將更有機會建立長期競爭優勢。

Abstract

Driven by the combined forces of global supply chain restructuring, shifts in labor demographics, and the transition toward decarbonization, the manufacturing sector is gradually leaving behind the era of “single-point automation” and entering a new arena centered on “AI-driven autonomous decision-making.” The Industry, Science and Technology International Strategy Center (ISTI) of ITRI continuously tracks domestic and international industry trends. Through leading global exhibitions in recent years, such as iREX (International Robot Exhibition) in Japan, CES (Consumer Electronics Show) in the United States, and Hannover Messe in Germany, we have observed that innovations in AI technology are fundamentally redefining the operational logic of smart factories. This article will analyze technological developments across six major domains of smart manufacturing. It will illustrate how current AI applications implemented by enterprises have evolved beyond mere technological showcases, transforming into tangible momentum for optimizing processes, production, maintenance, and management. We will also highlight the AI applications with the greatest potential for scalability in the future of manufacturing, concluding that enterprises capable of integrating AI into daily production operations while continuously accumulating data, process knowledge, and application experience will be best positioned to establish long-term competitive advantages.

智慧製造六大領域技術的發展

智慧製造的落地仰賴多維度的技術融合。本文首先聚焦智慧製造六大關鍵領域-工業控制方案、工業物聯網、機器視覺、機器人技術、工業雲端應用與資訊安全,探討我們從全球指標展會中觀察到的最新發展現況。

一、工業控制方案

在 2026 年漢諾威工業展中,我們看到德國 Beckhoff(倍福)公司以 PC-based Control、EtherCAT 與 TwinCAT 軟體平台,展現其在工業自動化與軟體定義控制領域的技術實力。EtherCAT 的即時通訊、分散式、多軸同步及容錯能力,是倍福的重要競爭優勢。從 Beckhoff 的展出可以讓人體會到,現代工業控制正由單一硬體設備,逐步走向軟硬體高度整合的平台架構;對於高精度運動控制、多軸聯動、機器視覺與機器人整合等中高階製造場域而言,控制系統的即時性、開放性與整合能力,將成為設備智慧化與差異化競爭的關鍵。

目前 AI 在工業控制領域的導入主要集中於邊緣品質檢測、預知保養及異常診斷等輔助功能,設備的即時控制仍以傳統控制演算法為核心。傳統 ISA-95 的分層架構逐漸鬆動,邊緣控制器與工業 PC-Based 方案開始融合控制及資料蒐集功能;OPC UA over TSN 等統一通訊協定,則推動現場設備互聯,逐步打破資訊孤島。一個明顯的趨勢是工業控制方案正從過去的「封閉黑盒」,逐步朝向「可連接、可運算、高安全」的方向發展。

二、工業物聯網

CES2026 現場,全球最大的建築與採礦設備製造商 Caterpillar(CAT,開拓重工),已將工業物聯網實際導入重型工程機械的營運管理。透過 RFID、GPS 與感測器,掌握設備與運輸車輛的位置、使用時數、燃油餘量及運作狀態,並據此優化排班與調度。在 2026 年漢諾威工業展中,我們看到 Schneider Electric(施耐德電機)展出工業物聯網應用於工廠能源管理,透過智慧電錶與感測器,即時掌握照明、空調及各類生產設備的用電情況,有助於找出高耗能環節並制定節能方案。

從 Caterpillar 和 Schneider Electric 的例子,可看到工業物聯網技術不再侷限於生產資訊的即時呈現,而是將數據轉化為驅動營運的實質動能。他們的數位雙生(Digital Twin)應用已跳脫單純的設備或產線展示,進一步與預測性維護、製程參數自動最佳化等實務結合,未來更將進一步在邊緣端執行 AI 推論與控制邏輯。

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