面临工业5.0「以人为本」，结合AI多工协作机器人问世，企业导入智慧制造的关注重点，也开始转向於提升员工生产力、优化设备运作效率与打造智慧化与弹性流程。5G行动通讯技术，也可??透过台湾资通讯业者以本身工厂作为试炼场域，积极开发相关解决方案。

尤其是经历2018年中美贸易、科技战供应链重组变局，以及CVID-19疫情过後的长短料效应等瓶颈，驱动各行各业数位化需求；加上近期全球通膨效应与净零排放愿景，带动成本上升、市场需求疲弱不振，以及劳工短缺，都让经营者更加重视企业数位转型的议题。

到了工业5.0（智慧数位个人化）阶段，更强调人与机器的紧密协作，将人的专业知识创造力及创新能力融入制造流程，以实现高度灵活性、定制化及可持续发展。包括人员管理、机器设备、流程的智慧化与联网化，提升员工生产力、优化机器设备运作效率，原本的制造系统要求更具弹性及智慧化，且要快速因应上下游供应链夥伴的异动。

未来制造业者在厂房的产线与设备配置上，还须更具有机动调整弹性，才能快速切换产线，应对急剧变化的市场需求，如何实现远端管理或异地协作，成为营运重要考量。若能透过更高效能的无线通讯来传输资料，免除传统固定式缆线的限制，除了可释放空间，让制造场域内运行的各种智能装置及设备配置更有弹性，甚至能随时移动、更换位置。

图一 : 未来制造业者在厂房的产线与设备配置上，还须更具有机动调整弹性，才能快速切换产线，应对急剧变化的市场需求。（source：Siemens）

无线通讯成主流5G满足智慧弹性

当前制造领域中的机台设备的连接主要有两种方式：乙太网路相关的有线通讯技术，以及无线通讯技术如蓝牙或Wi-Fi等。其中有线传输的优势为传输高速、安全性高及低成本，向来是工业自动化的首选传输方式。

但在严苛的工业制造环境中，高温、粉尘、火花、金属碎屑等都会影响线路的建置，相较於无线传输，需要更妥善的事前规划和前期工程时间，在布线後不仅会占据部分的厂区空间，还需要定期维护，且线路也不便轻易地变动。

反观无线传输，对於工厂的配置而言更具有弹性优势，解除固定线路带来的限制，让机台或须传输资料的装置，都能够随产线转换而弹性调整，或是根据不同任务进行移动，无线通讯技术的导入比重越来越高。目前常见的无线通讯技术，从大频宽传输角度来看，短距离情况下，可使用蓝牙；室内则以Wi-Fi系列为主，户外或移动性频繁情境，则以LTE较为适合。

其中以Wi-Fi最常被拿来与5G比较，优点在於：（1）硬体成本低、（2）部署容易、（3）运行於非授权频段，不须执照即可使用、（4）供应商选泽较多。反之，5G优点在於：（1）具有较严谨的QoS规范，涵盖比Wi-Fi更多的应用情境；（2）覆盖范围广且支援移动性；（3）5G NR-U版本也可运行於非授权频段；（4）可提供端到端的安全防护。

就实际应用而言，Wi-Fi与5G在工厂场域将视情境而定，在Wi-Fi演进至Wi-Fi 7之後，不仅传输频宽大幅提升，也可运行於6GHz频宽，相对干扰可大幅降低。且在Rel-16、Rel-17底定後，可预见相关晶片、模组和产品也将陆续出现。除了原本大频宽的技术特性外，低功耗广覆盖、低时延高可靠度的技术特性也可??实现。

5G无线通讯则具有超高频宽与高速（eMBB）、超高可靠度与低延迟（uRLCC），以及大规模、低功耗连结通讯（mMTC）等3大特性，比起现行的4G通讯更具优势，实现真正的万物即时互连目标，开发相关应用并提升网路安全性，让工厂运作可突破传统资通讯技术的限制。可同时涵盖大频宽传输与低功耗等2种情境。

若以此3大特性与智慧制造应用情境相对应，结合大量数据即时分析与边缘运算为例，倘若工厂里有大量机台，必须要由影像进行瑕疵检测，产线又须不断运行。此应用除了对频宽需求高、连网设备数量多，同时对於网路传输延迟要求严苛。

又如目前工厂内常见的协作机器人AMR/AGV等应用，与5G低时延特性较为相关，须能即时反应产线或工厂现场情况，若必须采用影像为辨识资料来源之一，对频宽需求也将随之上升。导入设备监控与即时故障通报的应用。当有大量机台须彼此协作时，设备预测/预防性维护除了应用到5G广连结特性，已掌握设备运行状况外，一旦故障就必须在极短时延内，通过网路传讯到其他机台，以做出对应处置，。

整体而言，5G在智慧制造扮演通讯基础的角色，可与其他通讯技术在工厂并存；又有大频宽、广连结、低时延等技术特性，更凸显出5G与工业用有线乙太网路、Wi-Fi、蓝牙、Zigibee等差异，具备较为完善的网路管理设计、资通安全设计，可被纳入智慧制造基础建设考量。

若以现今业界导入5G智慧制造现况而言，常见应用於AOI（Automatic Optical Inspection）、AMR、AR/VR，基本上会先从大频宽应用先行，再搭配5G较为稳定与低时延特性。在有关工业物联网、超低时延、低耗电等规格相关的Re-16、Re-17标准底定後，软硬体解决方案、智慧制造应用案例也将陆续出炉。

图二 : 若以现今业界导入5G智慧制造现况而言，在有关工业物联网、超低时延、低耗电等规格相关的Re-16、Re-17标准底定後，软硬体解决方案、智慧制造应用案例也将陆续出炉。（source：工研院）

人、物、流程

依工研院认为，目前企业导入5G智慧制造的关注重点，约略归类三方面。首先是与「人」，着眼於提升员工生产力。例如教育训练与工作指引，可透过运用企业累积的知识库，让新进员工快速上手，熟悉作业流程，同时解决资深员工传承的问题；包含工厂现场的员工安全以及环境要求，也可透过物联网与感测器以提升工安；进而运用5G AIoT，达成人机协作。

其次是与「物」相关，重点在於优化设备运作效率，例如整合感测器、物联网与5G即时掌握工厂设备状况，让管理者可进行远端监控；同时将收集到的设备数据透过机器学习建立模型，预测设备状况以进行预防维修或保养，避免设备突然当机酿成更大损失。并透过5G与AR/VR，真实呈现现场并共享给位於远端的供应商或客户，进行异地协同运作。

最後一项智慧制造应用的导入重点为「流程」，强调赋予智慧化及提升弹性。这部分主要是运用分布在工厂现场绵密的感测器与物联网收集数据後，将这些数据转化为有用的资讯，除展现於战情室供管理者掌握生产状况外，这些资讯也将与企业IT系统串接，让产销资讯无缝整合，提升企业运作智慧化与弹性。

工研院携5G资通讯业者 实现ESG永续智造

再加上劳工短缺，受过训练的劳工难寻、经验传承不易，都是劳工短缺衍生而来的问题。迫在眉睫的欧盟碳关税（CBAM）及台湾碳费制度，使得制造体系首当其冲，该如何运用通讯物联网及人工智慧技术，进行碳盘查与碳排管理将至为重要。

如今5G智慧制造仍被台湾资通讯业者视为转型的重要方向，吸引许多不同背景的业者争相投入开发解决方案。首先第一大类是本身拥有制造场域的综合ICT、网通及工业电脑业者；第二大类是以系统整合方案为强项的资讯服务、电信业者。

其中台湾资讯电子业，包括下游系统组装的资通讯产业，以及上游零组件如半导体业、光电业、电子零组件业等，在4G之前的时代以代工见长，承接来自国际大厂的终端硬体、电信设备、通讯零组件的订单。

跨入5G後受惠於开放式网路结构兴起，台厂得以跨入发展5G专网解决方案，智慧制造更是其中关键领域。加上此类型业者多半自有工厂，让许多厂商先将所开发的智慧制造解决方案导入自家工厂试炼，不仅有助於提升本身营运，更希??开创新产品线，一改过去单纯硬体代工角色，切入发展5G解决方案。

除可带动资通讯产业开辟新市场，同时也能带动其他产业迈出转型的第一步。再结合AI、IoT、大数据与云端运算等技术，可??实现如边缘运算、产线影像监控、AMR、AR/VR远端协作、设备预防维护等智慧制造应用。

然而，若是单纯从技术角度切入智慧制造，恐无法完全解决资讯电子业以外的需求方问题。第二类业者如资讯服务与电信业者，即可弥补第一类弱项，特别是资讯服务业者，原本即可可能提供所需ERP、CRM、MES等资讯系统，熟悉特定产业的企业运作流程，导入智慧制造方案将具相对优势。

为客户明显带来效益，是因此建立标准工法，导入自动化叁数比对；并即时掌握现场生产资讯，提升稼动率。从而搜集生产流程各项数据，汇整至战情看板而提高决策速度、降低人为错误，有效预估产能与成本，提高报价竞争力。

值得一提的是，在全球净零碳排趋势下，根据IEEE相关研究显示在5G专网耗能比例中，以基站耗电量最多占50~60%，工研院与和硕在2022年便率先发表5G O-RAN端到端节能控制系统，在台湾首套符合5G O-RAN系统架构的智慧基站网管系统基础上，提供专网部署最隹软体解决方案，可针对不同智慧工厂、智慧医院、智慧仓储物流、港囗等5G垂直应用领域快速扩充，有效率管理专网生态系。

图三 : 工研院「5G O-RAN专网节能管理系统技术」协助业者快速布建专网，投入智慧工厂、智慧医院、无人机、智慧仓储等利基应用（source：工研院）

此由工研院自主研发台湾首套「5G O-RAN专网节能管理系统技术」，由基地台网路潮汐节能控制切入，以达最大的节能效益，具有3高特色：第一、高布建效率：提供一站式管理系统，可一键模拟布建管理基地台、专网；第二、高节能效益：配合网路流量监控及流量重新导向技术，智慧化分配让闲置基站休息提升能源管理；第三、高弹性应用：智慧模组化就像App可套用不同专网应用，不论是工厂、医院、交通、救灾等需求，都可快速满足，

透过定期监控基站网路及终端装置（如智慧工厂机台）的流量使用状况，以智慧节能演算法配合网路流量监控及流量重新导向技术，在离峰时段不降低服务品质下，让更多的基站休眠，减少耗电及营运管理成本，实测结果最高可节省50%能耗。现已协助至少8家厂商，如：和硕、明泰、仁宝等大厂导入专网解决方案升级转型，同时链结产官学研，培育电信人才软实力，期??推动台湾产业软硬兼施迈向国际。