虽然尚未有完善的标准或统一的共识，工业4.0俨然已成为产业界的热门话题。 智能工厂、智能生产或物联网（IoT）等词汇仅描绘未来工厂可能面貌，然而各界一致认同工业4.0的重要性，也认为智能机器人将是制造业未来发展的关键。

虽然尚未有完善的标准或统一的共识，工业4.0（Industry 4.0）（又称第四波工业革命）俨然已成为产业界的热门话题。

智能工厂、智能生产或物联网（IoT）等词汇仅描绘未来工厂可能面貌，然而各界一致认同工业4.0的重要性，也认为是未来发展的关键。 不仅是德国国内，许多国家的或企业都引颈企盼，在各种与制造有关的零组件实现智能串联后，产能、弹性与效能可因此大幅跃进，并进而巩固竞争优势。

工业4.0更是攸关德国等工业国家地位的后续发展，智能生产概念在未来将能保留国内现有的就业机会，并帮助德国吸引产能回流。 随着生育率下滑与人口老化，现代工业社会也需要新的解决方案，未来工厂要须持续调整并改善生产流程，以因应人口结构变迁。

预计到2030年，德国制造业20%的员工将退休，其余的80%须透过大幅提高生产力才得以因应生产需求，其他工业化国家也正面临相同的处境。 若无智能工厂，在企业使用现有天然资源的同时，将不可能达到提升生产力的目标。

为实现工业4.0愿景，企业须要克服多种中长期困境，其中包括链接网宇实体系统（Cyber-Physical System, CPS）、使用网络技术做为主要基础建设、善用数据数据三项技术层面。

智能串连势在必行 催生单一通讯标准

若工业4.0普及，将可迅速改善生产及物流。 然而，这项目标有赖进一步整合IT与生产制造，并排除数字与实体世界间的隔阂，机器、智能对象、系统、服务、个别厂房、云端都须达到零障碍的实时沟通，并依据客户需求、可用资源、能源价格变化等，系统能自动快速调整。 此外，由于未来工厂若要创造各种商机，都须透过智能串连专业机械系统与信息科技，因此最新的全球实时通讯标准也势在必行。

身为Platform 4.0的活跃成员，库卡（KUKA）积极参与于2015年3月推出的计划，在众所瞩目的OPC UA （IEC 62541）机械工程通讯标准中增加重要的实时功能，且获多家协会与如Bosch Rexroth、Deutsche Telekom、Festo、Trumpf、HARTING等企业的支持。 此外，工业4.0一向是该公司的核心策略，因此选择加入工业因特网联盟（IIC）。 IIC是一个将物联网列为主要活动领域的国际非营利组织，该公司透过IIC平台，向国际宣传德国制订的标准。 德国联邦政府也很重视工业4.0，并列入国家优先要务，这些新计划都将加速建立一致的通讯标准。

建构智能工厂 云端框架打先锋

现今人类已有机会大幅提高产能，然而前提是必须先在明确环境下建置全球网络，设定云端框架（Could in a Box）。 云端框架不仅适合单一或多家工厂，也适用于公司或集团，以弹性接口链接各种生产系统，再利用云端或大数据等信息科技拓展规模，这正是实现智能工厂的第一步。

企业必须整合第三方软件、透过模块化控制架构达成最大规模弹性、支持国际认可的标准、在主流IT中创造最大互用性、完善的软件开发数据库、提供最大弹性的共享数据库。

打造工业4.0愿景 机器人扮推手

由于机器人是弹性最大的生产元素，可在生产过程中搜集数据数据，再提供给IT系统，因此不论业界最终订定何种标准，机器人必定是工业4.0要角。 机器人就如同IT的左右手，这些数据经过处理后，再经由机器人回溯到生产流程内，让制程得以不断进步。 在现有的生产流程中，现代机器人系统将能提供最大奥援。

早在1990年代，KUKA即意识到必须以主流IT为接口基础，未来更将因应产业需求，快速连接各种系统里的数字控制器，进而塑造云端及潜在服务。 这促使该公司研发出适用各种智能联网产品及解决方案的机器人，并接续提供自动化服务与数据库解决方案。

在未来的智能生产环境中，各种设计最终将以人为依归，不可能单由机器人操作。 机器人将扮演辅助角色，持续主动协助，让人员工作更有效率、更加精准。

机器人还在改良与进步，以符合更高的工作需求。 制造商也为此面临多项挑战，包括机械零件的敏感度、视觉整合（如机器人视力）、迅速辨识物体、自动导航等，同时还要考虑数据与网络连接。

此外，机器人也正拓展延伸至愈来愈多样的使用族群，在这些基础之上，各种技术在未来几年内，或许能更广泛地自主合作（Autonomous Cooperation）。

打破传统技术隔阂 机器人&人类紧密合作

过往人类与机器人合作的情况相当有限，机器人通常设置于保护区内，与人类保持一定距离，且由人类监控，然而一切很快将有改变。 有了智能工业助手之称的LBR iiwa后，将奠定人类与机器人全新的工作关系基础。

拜感测技术精进之赐，LBR iiwa让人类与机器人互动更加顺畅，能顺应人类行为精准调整。 由于自由度不再受限，也开创出全新、弹性高效能生产流程。 机器人进而能适用于各处，毋须倚赖视觉系统或复杂握爪，也能插入塑料塞、安装柔软零件、精准调整工作组件。 纳入智能工厂后，甚至能向人类学习。 透过与云端联机，更可自动检查、改善、记录工作成果，并回传各项数据，确保生产流程透明。

结合创新科技 行动机器人指日可待

然而，若单靠人机协同的工作模式，尚不足以达到弹性生产的长期目标。 机器人更要结合行动应用，不再只是固定于某一位置。 举例来说，机器人可在行动平台上独立移动，可载运货品或处理工作组件，并能够无分毫之差对准工作组件，改变作业流程，并从移动工作组件改为移动机器人。 开发商已为此开发各种解决方案，如可移动的轻量机器人、完全自动化操作系统等，并因应电子商务蓬勃发展，打造物流与仓储新应用。 在办公室、服务业与医院里使用行动机器人的未来也将指日可待。

现今的行动机器人结合现代导航软件，毋需地面标记、电感循环或磁铁，即可在厂房内移动。 行动平台更能制作周遭环境地图，并提供这项信息给其他单位，建立一套共同移动与路线时间表，协调各个机器人的移动情况。 若厂区生产环境改变，机器人也能在最短时间内适应新环境。 长远来看，员工早上进厂后便能带着机器人进入工作现场，如上班族的工作模式一般。

透过云端解决问题 自动化联网不是梦

世界各地早已存在自动化生产设备多年，“机器人联网”也早已不是空谈。 然而，过往这些高效弹性系统须依据客户需求逐一调整、量身订做。 未来，若业界能定义开放通讯与数据标准，普及世界各地，生产流程将可用于工厂以外的环境，并有望建立“自动化联网”，透过云端解决方案充分运用完整生产数据、新式生产流程、弹性网络与响应式零组件，这也将是智能生产解决方案的最终突破。

举例而言，自动化学习系统可分析订单数据与能源价格波动，确认产能运用的自由度，再考虑生产时的能源用量，自动改善产品生产次序，因此自动化联网不只是提高产能，更能善用资源，达成永续创造财富的目标。

开放网络与协作是工业4.0的核心精神，机器人将在未来工厂扮演重要角色，德国与其他工业国家将透过这些应用，在提高竞争力的同时，因应人口结构变迁，让工业4.0不再是一时热门的空谈，影响未来的永续投资。