自動化工廠：製造業正在學習

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  量子運行遠見
• 2022 年 11 月 14 日

洞察總結

第四次工業革命（4IR 或工業 4.0）催生了完全自動化的工廠模式。 該系統由物聯網 (IoT)、傳感器、攝像頭和高度移動的協作機器人 (cobots) 組成。 然而，這種發展減少了藍領工人的數量，更多的員工正在接受再培訓成為機器主管。

自動化工廠環境

自動化工廠是由機器和機器人執行大部分生產任務的設施。自動化已逐漸引入工廠，但直到 2000 年代工廠才充分發揮自動化的潛力。自動化工廠通常無需人工幹預即可運作。

自動化工廠的核心是其控制系統，它管理整個生產過程。控制系統連接到將工廠與外界連接起來的網絡，使管理人員能夠遠端監控和控制生產。由於這些設施效率的提高，它們往往會用更少的資源生產更多的產品，並且通常對人類工人來說更安全。

一些專家認為，自動化工廠系統將在 2030 年代繼續完善。 除了從全球外包模式過渡到區域化供應鏈外，製造商還採用智能自動化解決方案以提高靈活性和彈性，同時獲得更高的投資回報率 (ROI)。 

軟體定義的自動化公司可以重新編程生產線，根據市場條件的變化修改生產輸出，甚至可以輕鬆地跨設施複製流程。他們可以避免停機時間和啟動費用，而在考慮增加容量時，這些費用通常是有限的。借助這種可編程性以及模組化硬體和自適應機器人，製造商可以充分利用其生產線。

破壞性影響

一些技術專家認為，自動化工廠系統正在快速發展。首先是越來越多地使用機器的數位孿生來優化性能、預測維護需求和解決問題。同時，機器級智慧正在從每台機器/機器人內部的個人化轉向使用雲端運算的更集中的系統。

這種轉變使製造商能夠在其營運中充分利用人工智慧 (AI)。然而，這些發展需要更複雜的計算、通訊和基礎設施系統來管理資料處理和延遲（訊號到達設備所需的時間）。對於所有邊緣應用程序，都需要專門為該應用程式建置的微型資料中心，這使得該技術更易於管理和快速部署。

另一項發展是將混合人機協作勞動力、協調活動的能力、人類勞動和智力與自主移動機器人等技術相結合，以完成人們不想或不需要執行的工作。 例如，機器視覺系統使用先進的相機和軟件以及射頻識別 (RFID) 來自動執行合規性和質量控制流程，以跟踪庫存。 這些技術增強了人類的能力並賦予了一線員工權力，而不是完全取代他們。 

自動化工廠的影響

自動化工廠的更廣泛影響可能包括： 

• 隨著自動化工廠抵消了發展中國家廉價勞動力為跨國公司帶來的好處，製造業設施回流的互補運動也隨之而來。
• 外包導致發展中國家依賴外國投資的國家收入下降。
• 越來越多地使用物聯網和 5G 來幫助人類主管做出關鍵決策並防止停機或實時事故。
• 在工廠附近或工廠內部署更多微型數據中心，以確保連續的雲計算並支持近乎實時的應用程序。
• 在工廠中部署更多綠色技術，以減少能源消耗和碳排放，並回收報廢材料或有缺陷的產品。
• 員工從體力勞動提高技能到機器故障排除和操作更複雜但用戶友好的協作機器人。
• 像 Google Cloud 的 Visual Inspection AI 這樣的人工智能係統被大量集成在設施中以監督生產線生產，包括檢測產品缺陷。

需要考慮的問題

• 還有哪些其他類型的工廠或部門可以實施自動化工作？ 這會對勞動力產生怎樣的影響？
• 自動化還如何影響人們在工廠的工作方式？