台灣5G頻譜釋出的第一階段競標已在今（2020）年1月16日告一段落，第一階段得標廠商中華電信表示將按照原定計畫於2020年第三季開通5G服務，為台灣的5G通訊時代訂出明確的服務時間表。

5G同時擁有高速（speed）、低延遲（latency）、廣連結（connections）三項特性，其中，後兩者對產業發展影響顯著。而當5G加上AI邊緣運算，將對工業互聯網中的智慧製造產生哪些影響？

從台積電的致勝關鍵說起

業界人士分析，擁有技術領先、製造優越和客戶信任等競爭優勢，全球晶圓代工龍頭企業台灣積體電路公司，在2019年第四季出貨量占全球五成（52.7%）以上，市占率分別為亞軍三星（Samsung）17.8%的三倍、季軍格羅方德（GlobalFoundries）8%的六倍。是什麼讓台機電如此強大？

早在2011年起，台積電營運團隊開始將大數據、機器學習等技術，應用在製程管理以降低生產週期，經過2018年與2019年持續累積經驗，造就台積電這半年的爆發式成長，這是智慧製造技術造就企業成長的成功個案之一。

根據台灣媒體報導，台積電從2000年開始打造全自動化環境；2011年開啟智慧化時代，導入整合式IT平台、大數據分析與應用；2016年啟動機器學習與深度學習，進入AI化時代；並從2018年起每年培育300位深度學習工程師，進入工業4.0的時代。

由於這一連串的智慧化之路，讓台積電取得在2018年量產7奈米製程，以及2020年量產5奈米製程的競爭優勢，在全球半導體製造技術上成為遙遙領先的領導者。

和大工業的革命性躍進

美商特斯拉汽車所需的汽車傳動軸，是由台灣的隱形冠軍和大工業所提供。和大工業透過智慧製造改善傳統作業效率，從過去投料到產出需要約2個星期的生產週期，大幅縮短至90秒便能產出一支汽車傳動軸，這樣的效能即是充分應用智慧製造後，所帶來超乎預期的革命性跳躍。

海爾：人工智慧加5G的互聯工廠

中國的家電龍頭廠商海爾，在2019年世界工業網際網路產業大會上，聯合中國移動與華為技術正式發佈「人工智慧加上5G」的互聯工廠，以全新的商業模式以及資通訊科技（Information and Communication Technology；ICT）的創新與變革，重新定義未來智慧製造。

事實上，從機台蒐集數據不是新的概念，但將數台設備透過DCS（Distributed Control System，集散控制系統）、PLC（Program Logic Control，可編程邏輯控制器）或PC-Based控制系統完成自動化的目標後，再進行軟硬體、數據資訊與網路傳輸技術的整合，即將轉型成工業4.0新時代（如圖一）。

圖一 : 軟硬體、數據資訊與網路傳輸技術的整合，將重新定義未來智慧製造，轉型成工業4.0新時代。（資料來源:MIC資策會／整理：戴智偉）

智慧製造 持續進化的工業數據

產業界由過去使用感測器數據來優化自動化控制的方法，隨著時間與技術的推移與進化，已發展為工業物聯網（IIoT）的新架構。

從技術角度上來看，IIoT並沒有改變原有工業數據的價值，反而補充了許多原來透過感測器無法獲取的數據，這些數據來源可以來自於手持式裝置、運輸載具、影像監控系統、企業ERP數據等。

也就是說，透過新科技獲取更多具參考價值的數據，再從數據庫中提取特徵，透過人工智慧達到提高產量、降低成本、提高庫存週轉率等，進而優化供應鏈、庫存管理、製程、產品品質以及產品交貨期等需求，能協助製造業朝智慧製造邁進。

IIoT：從終端市場到製造平台的最佳捷徑

目前市場上越來越多的產品或物件內建連結網路的功能，例如：智慧手機、冰箱、洗衣機、冷氣、打掃機器人等，這些產品或物件都會藉由網路來傳遞使用者習慣的數據給製造商，藉以改善產品設計或是新產品與服務的設計參考。這些具有網路連結的產品加上智慧工廠的架構，形成了一種具有智慧互連的相依性（圖二）。

圖二 : 具有網路連結的產品加上智慧工廠的架構，形成一種具有智慧互連的相依性。（資料來源:MIC資策會／整理：戴智偉）

透過智慧互連的方式產生製造數據、消費者使用數據、供應鏈數據等，製造商再從這些數據庫中找出具有價值的創新服務模式，為企業與消費者創造更好的使用者經驗以達雙贏的目的。

圖三 : 從應用價值的功能與目標出發，透過統計特性從資料端挖掘特徵，用智慧互連的方式會產生各類大數據。（資料來源:MIC資策會／整理：戴智偉）

產業結構已變革

隨著越來越多的感測器與內建感測器的設備（如：手持式裝置）創建的混合數據環境，加上5G架構投入商業服務後，未來將會有更多的地理資訊，數據格式從各式各樣的系統產生，精準妥善的利用這些數據，將改變現有市場上的競爭情況，例如：臉書（Facebook）計畫推出自用版的加密貨幣Libra，這將使得現有金融體系增加藉由金融科技挑戰的全新案例；又或是亞馬遜（Amazon）的Echo以及谷歌（Google）Home智慧音箱的問世，充分蒐集了消費者的家庭生活方式（Life Style），這些數據經過時間積累，將可能來重新塑造物流業，外送行業等的新商業模式讓客戶擁有新的服務，讓生活變得更便利。

改變已策動，爆炸式的應用隨時可能擊發而直接衝擊到現有的產業供應鏈，面對這樣可能的改變，你的企業準備好了嗎？

擁抱工業互聯網與整合現有感測器的策略

借鏡台積電的經驗，導入整合式IT平台及大數據分析與應用，是進入智慧工廠的基礎。目前台灣的製造業多已完成自動化的環境，因此將目前感測器的數據視覺化以及與BI系統整合，可視為實現智慧工廠的第一步。

另外，「預測性維護」的技術也開始在部分的製造業建置與部署，可以預見工廠智慧化的挑戰將可能會是：多種協議的數據整合、資訊基礎架構將承載更多數據量、數據的格式與來源的多樣化、推陳出新內建不同感測器的設備，以及新的數據孤島等。

（本文作者戴智偉為精誠資訊智慧雲端策略發展事業部資深技術處長）