從自動化到自主化：AI與綠色雙軸轉型下的機器人焊接產業前瞻 2026/06/29

工研院機械與機電系統研究所產業發展策略研究部 蘇竫婷

從全球智慧焊接發展趨勢到誠岱機械實踐案例，看臺灣製造業如何透過AI打造高品質、低碳化與彈性化的智慧焊接產線

AI與淨零浪潮下，焊接產業迎來新一波轉型

焊接素有「工業之母」之稱，是工具機、工程機械、離岸風電、汽車零組件、半導體設備及鋼構產業不可或缺的核心製程。然而，面對全球製造業智慧化、淨零排放及供應鏈重組等趨勢，傳統焊接模式正面臨前所未有的挑戰。

一方面，焊接作業長期屬於高溫、高噪音、高粉塵的工作環境，年輕世代投入意願逐年降低，加上資深焊工陸續退休，使技術傳承與缺工問題日益嚴峻；另一方面，市場需求已由大量生產逐漸轉向少量多樣與客製化製造，傳統仰賴固定治具與人工示教的焊接方式，不僅換線耗時，也難以兼顧品質與效率。

此外，在全球淨零排放與綠色供應鏈趨勢下，焊接製程已不再僅追求產能與品質，更需兼顧能源效率、材料利用率及碳排放管理。由於焊接屬於高耗能製程，若因製程不穩定造成重工或報廢，不僅增加生產成本，也提高能源消耗與碳排放。因此，如何透過AI、製程數據分析及智慧控制技術，提升焊接品質一致性、降低能源耗損，並建立兼具彈性與效率的智慧焊接製程，已成為產業邁向智慧製造與綠色轉型的重要課題。

AI驅動智慧焊接，從自動化邁向自主化

根據 Grand View Research 調查，全球焊接設備市場預估至2030年將達277.7億美元，2024年至2030年的年複合成長率（CAGR）約5.1%。在全球缺工、供應鏈重組及淨零碳排趨勢帶動下，智慧焊接已成為製造業提升競爭力的重要發展方向。近年來，人工智慧（AI）、機器視覺、工業物聯網（IIoT）及數位分析技術持續導入焊接製程，使焊接設備逐步由傳統自動化，發展為具備製程感知、自主判斷及即時優化能力的智慧化系統。透過感測器即時蒐集焊接電流、電壓、速度及工件位置等資訊，系統可自動修正焊接路徑、最佳化製程參數，並預測設備異常與品質風險，有效提升焊接品質與生產效率。

除了智慧化技術外，設備互聯互通亦是推動智慧製造的重要基礎。近年國際製造業廣泛採用標準化工業通訊架構，其中 Modbus TCP 因具備架構簡單、相容性高及應用成熟等特性，已廣泛應用於設備控制與製程資料交換；OPC UA 則提供跨設備、跨平台的安全資料交換能力，可支援設備聯網、MES、SCADA及能源管理系統整合，協助企業建立完整的生產數據管理機制，為AI分析、設備預診及智慧決策奠定基礎。

呼應全球智慧焊接發展趨勢，工研院近年持續投入AI智慧焊接技術研發，針對厚板焊接高度仰賴人工、製程複雜及品質一致性不易控制等痛點，開發3D智慧焊接AI機器人系統。該系統整合3D視覺感測、AI決策模型及智慧路徑規劃技術，可即時辨識工件形貌，自主修正焊接路徑及最佳化焊接參數，突破傳統厚板焊接需反覆示教與人工調整的限制。以厚度兩公分以上工件為例，導入後可大幅提升焊接效率，預期產能可提升12倍，並協助企業提升市場接單能力。

除了提升焊接品質與生產效率外，AI亦逐步應用於製程能源管理。透過分析焊接電流、電壓、送絲速度及焊接路徑等關鍵參數，建立最佳化製程模型，系統可在確保焊接品質的前提下，有效降低能源消耗，協助企業同步推動智慧製造與綠色製造，提升整體營運效率與永續競爭力。

誠岱機械打造智慧焊接示範案例

面對少量多樣生產與缺工挑戰，誠岱機械透過經濟部產業發展署「智慧機械產業智慧升級與國際鏈結計畫」，與工研院合作推動「智慧焊接升級轉型計畫」，成功建立AI智慧焊接示範產線。

過去，誠岱機械因工件尺寸與樣式多元，每次換線都需重新校準點焊位置及修改焊接程式，非標準工件更需人工循跡教導、量測與抄表，不僅生產準備時間長，也高度仰賴老師傅的經驗判斷。此外，傳統設備缺乏數據管理能力，無法即時掌握設備狀態與能源消耗，影響整體生產效率。

為改善上述問題，計畫導入FANUC Robot CRX-25iA六軸協作型機器人、標準化模組工裝、智能化教導技術及AI節能模組，並整合Modbus TCP國際通訊標準，建立設備聯網與製程數據收集能力。透過AI分析焊接電壓、電流、速度與路徑等參數，將老師傅多年累積的焊接經驗轉化為可複製、可優化的數位知識庫，使機器手臂能快速適應不同工件，減少人工校準與程式修改時間。

導入後，設備時間可動率由81.25%提升至87.5%，性能效率由84.2%提升至94.7%，產品良率由92.1%提升至97.3%，能源耗損降低8%，人力需求減少10%，有效改善缺工問題與生產效率。同時，因品質穩定與交期提升，企業成功取得海外市場的國際訂單，提升國際訂單占比，充分展現AI智慧焊接不僅提升製程效率與品質穩定度，更協助企業強化國際接單能力與市場競爭力。

AI智慧焊接推動臺灣製造業邁向智慧化與永續發展

從工研院厚板AI焊接技術，到誠岱機械智慧焊接產線的成功實踐，可以看出焊接產業正由「設備自動化」邁向「自主化製造」的新階段。AI不只是取代人工，更重要的是將資深焊工的工藝知識轉化為可持續累積的數位資產，協助企業提升品質穩定度、生產彈性與能源效率。

未來，隨著AI、機器視覺、工業物聯網及低碳製造技術持續發展，焊接機器人將成為智慧工廠的重要核心節點。對臺灣製造業而言，唯有持續推動智慧化與綠色化雙軸轉型，才能在全球供應鏈重組與淨零浪潮下，打造兼具高品質、高效率及低碳永續競爭力的智慧製造新優勢。