製造系統與智慧製造

「智慧製造」就是單純等於智慧＋製造嗎 ？

       製造系統很大一部分是使用機械達成的，因此在談論智慧製造之前，就應該先談談何謂智慧機械。眾所周知，智慧機械為總統五大創新產業政策之一，這幾年在政府各部會的推動之下，基於台灣在精密機械、半導體、以及資通訊科技產業的雄厚基礎，台灣已在機械設備上逐漸導入智慧化相關技術，使我們的精密機械能夠升級成為智慧機械。換句話說，將精密機械升級成智慧機械後，並進一步將智慧機械用於製造上，以往的製造系統將可升級成為智慧製造系統。如果以整廠整線輸出的方式將製造工廠全面智慧化，台灣製造工廠也就可以升級成為智慧工廠。

智慧化

       上述的論述中不外乎圍繞在一個重點之上，這個重點就是「智慧化」。這「智慧化」的重點包含智慧化技術以及對「智慧」這兩個字在製造系統上的闡述。根據行政院在智慧機械產業推動方案規劃中的定義，所謂的智慧化技術是包含機器人、物聯網、大數據、CPS也就是虛實整合系統、精實管理、3D列印、以及感測器等技術。仔細探索這些列舉的智慧技術，我們可以發現，這些技術是希望透過數位化的方式，將數據(Data)轉換成資訊(Information)，進而將資訊轉換成適切的行動。

       數據、資訊、以及行動之間的轉換如果沒有「智慧」的加入，其實是無法進一步創造或是增加價值的。但是智慧製造中的智慧到底是什麼呢？根據英國牛津大學Bostrom教授對智慧/智能，也就是英文intelligence的闡述，其實智慧或是智能就是「最佳化」的過程。

       換句話說，也就是透過「最佳化」的淬鍊，智慧才能產生。舉例來說，感測器可以將機械設備的狀態轉換成數位化的數據，透過物聯網，我們可以將智慧製造中各個機械設備和機器人的數據、原物料和供應鏈的數據、以至於物流、客戶和市場趨勢等數據串聯起來，並於虛擬的數位環境中造就一個和真實製造一模一樣的數位分身(Digital Twin)，如沒有經歷最佳化的過程，這些數位化的數據只是互相鏈結，沒有變法進一步演化，是無法蛻變成有用的資訊和智慧的。

最佳化

       但如何「最佳化」或是將數據衍生成智慧呢？在智慧製造中這個最佳化的過程應包含二個層面，首先是將經驗數位化(Experience-base)，結合數位化的既有習知的學理(Model-base)，透過人工智慧的演算法(AI-base)加以統整驗證以找出最佳化的製造參數，將數據轉變成最佳化的製造資訊。再者，這些具智慧的最佳化製造資訊將複製於虛擬環境中的數位分身。透過感測器以及物聯網將現場製造數據以及機台、市場和物流數據不斷的加入，這個數位分身將不間斷以人工智慧演算法進行最佳化的運算，在虛擬的數位環境中不斷演化，產生新的智慧，並將此新的智慧回傳至真實環境中的機械設備和機器人，以即時最佳化的參數進行智慧製造。

       因此，智慧製造其實並不只是將智慧加上製造。智慧製造是透過智慧技術的「最佳化」過程，將產線與製造工法的規劃和選擇、供應鏈與物流鏈、客戶以及市場面以至於產品開發與設計等層面進行全方位的最佳化。而智慧製造的核心價值，其實就是結合製造、資訊、通訊技術，導入最佳化的domain know-how以及智慧技術，將整個製造系統從供應鏈以至於出海口各個環節串聯，以期提昇產業以致於台灣整體的競爭力。