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從邊緣運算到物理 AI:協作機器人於智慧組裝之 具身智能技術與產線實務應用
作者
許哲菡、周毅安、陳柏瑞、黃明寶
刊登日期:2026/08/01
摘要
隨著人工智慧 (AI) 技術快速發展,智慧製造正由傳統固定式自動化,逐步邁向具感知與自主決策
能力之物理 AI 系統。本文以 AI 智能風扇模組自動組裝產線為案例,探討協作型機器人結合 AI 視覺辨識、
邊緣運算與閉迴路控制之智慧組裝應用。系統採雙視覺相機架構,整合 YOLO 深度學習辨識模型與比例
控制器 (P Controller) 視覺伺服控制技術,以提升組裝精度與作業穩定性。實際量產測試結果顯示,本系
統可穩定維持高組裝成功率,並將原需分鐘等級之人工作業縮短至百秒內完成,整體效率大幅提升。研
究結果顯示,結合 AI 視覺與協作機器人之物理 AI 技術,具高度實務可行性,可有效提升產線柔性與智
慧製造效率。
Abstract
With the rapid advancement of Artificial Intelligence (AI), smart manufacturing is evolving from
conventional fixed-process automation toward Physical AI systems with perception and autonomous decisionmaking
capabilities. This study presents an AI-enabled fan module assembly system integrating collaborative
robots, AI vision recognition, edge computing, and closed-loop control for intelligent manufacturing applications.
The system adopts a dual-camera architecture combined with a YOLO-based object detection model and
proportional-controller visual servoing to improve assembly accuracy and operational stability. Production-line
validation demonstrates consistently high assembly success rates while reducing manual assembly time from
several minutes to within 100 seconds, achieving the level of significant improvement in efficiency. The results
demonstrate that integrating AI vision and collaborative robots into Physical AI systems provides strong practical
feasibility for enhancing production flexibility and overall manufacturing efficiency in assembly environments [1].
前言
近年來,人工智慧技術由傳統資料處理與影像辨識領域,逐步延伸至能與實體環境互動之具身智能(Embodied AI)應用場域。所謂物理人工智慧(Physical AI),係指人工智慧系統透過多元感測器、運動控制模組與即時運算能力,使機器設備得以在實際物理環境中進行感知、決策與動作執行,進而提升整體系統之自主性與適應能力。近年來,結合視覺感知與控制之機器人系統已成為研究重點,並逐步應用於實際製造場域中[6]。
於電子製造產業中,隨著產品生命周期持續縮短與客製化需求顯著增加,傳統以固定治具與預先定義路徑為基礎之自動化設備,已逐漸難以因應多樣化產品型態之製造需求。特別是在高混線(High-Mix)與低批量(Low-Volume)之製造環境中,產線柔性(Manufacturing Flexibility)與快速換線能力(Rapid Changeover Capability)已成為企業提升競爭力之重要指標。
協作型機器人(Collaborative Robot,Cobot)因具備人機協同作業之安全特性與彈性部署能力,近年來已廣泛應用於智慧製造領域。然而,若機器人系統仍仰賴傳統精確座標設定與人工校正方式,將增加導入與維護成本,亦限制其於動態環境中之應用彈性。
基於上述背景,本研究旨在建立一套整合 AI 視覺辨識、空間定位與閉迴路控制技術之智慧組裝系統,使協作機器人具備自動定位與即時修正能力,並可於實際產線環境中穩定運行。透過導入雙視覺感測架構與視覺伺服控制機制,本系統可有效降低人工校正需求,並顯著提升組裝效率與作業穩定性。
一、智慧組裝系統整體架構
本研究所提出之 AI 智能組裝系統,係針對電子製造產線之高混線組裝需求所設計,整體系統以感知(Perception)、決策(Decision)與執行(Execution)三層架構為核心,並整合視覺感測模組、機器人控制系統與邊緣運算平台,以建構具備即時反應能力之智慧組裝系統。
DOI:10.30256/JIM.202608_(521).0006
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2026年08月號
(單篇費用:參考材化所定價)