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工業4.0三部曲帶動 感測器產值飛快增長

文‧侯冠州 發布日期:2017/01/13 關鍵字:機聯網人機介面人機協作

工業4.0促進工業應用感測器市場加速成長。根據工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)指出,實現工業4.0需經過三大階段,其分別為機聯網、人機介面,以及人機協作;而這三大階段都需大量數據分析、設備狀態即時監測、異常診斷等應用,因而帶動工業應用感測器產值加速成長,其2015~2020產值CAGR可望達到13.2%。

工研院產經中心電子與系統研究組零組件研究部資深研究員謝孟玹表示,智慧製造未來會有三個階段,其分別為機聯網、人機介面,以及人機協作。由於物聯網千變萬化,終端產品的需求勢必走向客製化,而要如何在短時間內,透過訊息傳遞及軟硬體模擬,以實現用戶需求,這就有賴於感測器的技術。

謝孟玹指出,第一階段的機聯網,蘊含著一個重要的精神,就是所謂可預測性的維護。所謂的可預測性維護,其概念類似於預防醫學;未來工廠的機械設備需像人一般,於平時就做好保養、維護,而非等到壞了再進行維修。換言之,日後設備機台、機械手臂、產線、工作站狀態異常偵測、感測數據收集、聯網、分析,以及應急處理與回饋建議等,都將成為機聯網中的重要應用,可提早檢測出工廠設備是否有故障徵兆,於故障前可做局部維修,避免花費過多維護成本,這是目前許多國際大廠,如西門子、Rockwell等正在進行的方向。也因此,感測器於此階段應用中,扮演不可或缺的關鍵角色。

第二個方向則是人機介面,這是工業4.0發展的中期目標。於此一目標中,使用者可配戴穿戴式裝置,如AR眼鏡、頭戴式顯示器,以及機械衣等,進行感測巡檢、模擬訓練,落實即時故障排除與廠區人員作業技能提升優化。此一部分同樣需要大量感測器。

最後,第三階段為人機協作。謝孟玹透露,目前許多工作還是很細緻,無法用機器人取代人力。為此,許多產官學單位便致力開發相關解決方案,希望達成手眼並用,讓人與機器之間溝通無礙。另外,安全也是此一階段的發展重點,現今仍有許多機械手臂位於柵欄內,原因除還不夠智慧之外,最重要便是安全性不夠穩定,容易造成人員傷害。

總而言之,於人機協作階段,主要目標是使員工與智慧機器能協同運作,並強化智慧機器精密加工能力與人機協作過程之安全。然而,不論是達成手眼並用或是強化安全,都需於設備中置入更多感測器,以偵測各種狀況。

綜上所述,於達成工業4.0的三大階段中,皆需大量的感測器,進而促使工業應用感測器加速成長,預估將由2016年的25.4億美元成長至2020年的40.5億美元,2015~2020產值CAGR可望達到13.2%,高於整體應用感測器2015~2020產值CAGR 11.3%的水準。

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