台灣製造業類別眾多，產品屬性不同，市場競爭樣態差異也頗大，近兩年面對新冠肺炎疫情反覆干擾，長短料、缺櫃、塞港等問題循環上演，再加上全球政經情勢詭譎多變，驅使企業加快發展智慧製造的計畫，藉由物聯網、雲端運算、機器學習與人工智慧（AI），讓資訊科技（IT）與營運科技（OT）相互融合建構虛實整合系統（CPS），從自動化邁向數位化、數位優化，達到智慧化的目標，彈性因應外部環境各種不確定因素。
政府持續推動以「5+2產業創新計畫」輔助產業升級，其中一項為智慧機械，目的是以智慧技術發展智慧製造，提供創新的產品與服務，推動台灣產業轉型升級。日前總統蔡英文在公開場合演講指出，面對疫情衝擊、地緣政治變化以及各國提出2050碳中和目標，台灣更應該朝整合資通訊產業、精密機械產業及智慧製造技術驗證場域，一起組成國家隊，共同拓展市場，讓台灣成為智慧製造整體解決方案的最佳夥伴。
「數位化智慧製造轉型策略論壇」廣邀資訊科技（IT）、營運科技（OT）、通訊科技（CT）跨領域專家，從不同角度觀察產業現況與提出解決問題之道。
生產現場的虛實整合系統，奠基於國際自動化協會ISA-95（IEC 62264）標準控制系統模型，Level 1到Level 3屬於OT領域範疇，涵蓋生產線必要的感測與控制、資料蒐集與監控（SCADA）、製造營運管理（MOM）、製造執行系統（MES）等應用系統；Level 4到Level 5則為IT領域，企業資源規劃（ERP）、先進規劃排程系統（APS）、商業智慧（BI）、決策支援系統（DSS）等，皆為常見的應用系統。OT與IT相互融合後，可讓技術供應商與生產製造業得以建立統一溝通語言，人與機器皆依據標準資料格式交換訊息，進而基於大數據訓練機器學習演算模型分析輔助，提高產線生產力、產品良率，滿足少量多樣的訂單需求。
善用藍湖新策略厚植智慧化DNA
台灣製造產業結構大多為水平分工，清華大學工業工程與工程管理學系講座教授簡禎富觀察，近幾年紛紛以工業3.5、工業4.0為發展目標，實際上產業鏈上下游發展速度存在落差，遭遇到的障礙也不盡相同，或可仿效指標性企業，先著手引進新興資訊科技技術建構虛實整合應用，以建構決策型組織，運用「藍湖策略」提高競爭力。 對多數企業而言，智慧製造的意義除了生產現場的變革，產品銷售管道亦須跟進，仰賴上下游供應鏈協同合作共同來實踐。問題是，現階段仍有許多企業仍沿用以往管理模式，凡事須經由高階經營層會議協調最終決議，再交辦相關部門執行。
國立清華大學工業工程與工程管理學系講座教授簡禎富建議，製造業轉型可參考「藍湖策略」，專注於自家擅長的技能，把藍海碎形化為藍湖，透過客製化、新興資訊科技與自主研發提高市場競爭力。
簡禎富認為，供應鏈的協同合作理應轉換為平台方式，按價值的來源規劃組織架構，也就是依照PDCCR（Pricing-Demand-Capacity-CapEx-Cost-Return）架構規劃，提高少量多樣生產能力，並且持續優化資源配置，由科學數據引導執行方向。而協同合作平台則可釐清整體生產線工作流程，減少人工操作無效率的環節，讓執行任務變得更透明，藉此降低決策複雜度。
現場學員與廠商互動交流，有助於排除各式垂直領域應用場域痛點。
他提出「藍湖策略」用意是讓企業專注於自家擅長的技能，把藍海碎形化為藍湖，透過客製化、新興資訊科技與自主研發提高競爭力，讓更多企業成為隱形冠軍，打造藍湖聯盟生態系統，以「高築牆、廣積糧、緩稱王」維持高毛利率。
利用AI快速提升流水線效率及品質
論及工業4.0或智慧製造，首先會聯想到工廠自動化，透過機械手臂操作。實際上，整體生產工作流程中，仍舊有部分環節得仰賴人工執行，此時即可納入人工智慧應用，以提高生產力與優化生產線。PowerArena銷售總監洪維謙指出，PowerArena提供三種人工智慧應用模式協助工廠智慧轉型，首先是平衡生產流水線工作任務以提高效率；其次是人機互動，以生產機台為核心製造，人力輔助現場控管；第三是精密儀器生產製造，特定標準作業程序才交由技術人員監看。
「PowerArena提供部署人工智慧應用方式相當簡易，只要安裝普遍的200萬畫素網路攝影機，即可將整體生產線的影響轉化為數位資料，進而加以分析。」洪維謙說。目前仍有許多傳統製造業工廠高度仰賴廠務主管調配資源與優化流程，實際上，引進人工智慧應用，僅需部署網路攝影機，即可7×24不間斷地蒐集生產資料，進而讓人員排班、生產機台、材料配比、庫存管理的最小可用單位等現場工作，能獲得科學數據輔助管理。
後端的大數據演算系統，為PowerArena自主研發的BYOAI（Build Your Own AI），可部署在邊緣端，讓管理者隨處皆可透過BYOAI儀表板掌握產線數據，即時發現生產效率低落的根本因素，達到生產資訊透明化。藉由BYOAI協助，企業無須組織資料科學家團隊，也可運用簡單且快速地方式訓練專屬自家產線的演算模型，以達到產能與效率最佳化，快速地發揮其價值。
數據中台串連流程 擴增實境遠端檢修
延燒超過兩年的新冠肺炎疫情，成了各行各業數位轉型的催化劑。PTC參數科技資深技術經理郭育良引述IDC發布2021年全球數字化轉型預測，儘管2020年新冠肺炎全球大流行導致各地區相繼封城、停班，數位轉型投資至2023年仍維持15.5%的年複合成長率（CAGR），預計投資金額將接近6.8兆美元。 細究具體投資項目，郭育良指出，可參考麥肯錫（McKinsey）於2021年針對上千名各行業高階主管進行線上問卷調查統計，關注的議題首要是採用雲端平台（21%）；其次是為現代運行架構引進主流IT技術（21%），例如Python語言、TensorFlow框架等，而非傳統的.NET、Java開發模式；第三是藉由數據中台解決資料穀倉問題（20%）。
PowerArena銷售總監洪維謙指出，PowerArena自主研發的BYOAI，可降低人工智慧應用門檻，讓管理者隨處皆可掌握產線數據，即時發現生產效率低落的根本因素，達到生產資訊透明化。
「對於製造業而言，投資報酬率（ROI）最高的當屬數據中台，讓應用系統的資料可依據工作流程進行整合串連。過去應用系統彼此之間整合主要透過中介軟體，未來趨勢是改採用平台來串連所有資訊，達到協同合作提升營運效率的目的。對此，PTC Digital Thread正可提供協助。」郭育良說。
PTC參數科技資深技術經理郭育良指出，以數據中台解決資料穀倉問題，進而開發擴增實境應用場景，讓現場工程師得以協同原廠技術支援，引導學習工廠機械設備零件的拆卸與安裝，展現數位化價值。
PTC Digital Thread理念在於了解應用架構的服務、運行流程、操作人員彼此之間的關係，透過即時同步資訊處理，建立一致性、推動協同合作，讓不同角色的工作者可獲得最新資訊，提高生產力。郭育良以實際應用案例說明，德國福斯集團的旗下子公司Skoda，本就是PTC客戶，增添部署Digital Thread，藉此串連工廠生產流程。Skoda的多家車廠分佈在捷克地區，導入PTC Digital Thread平台目的是彙整所有生產線的資料，讓沖壓車門、生產引擎等工廠以簡單拖拉方式自製儀表板進行監控，大幅降低撰寫程式碼的繁雜程序。
資料統一彙整後，可進一步引進數位分身（Digital Twin）解決方案，採用Vuforia平台開發擴增實境（AR）應用場景，讓工程師遠端監控設備機台運行狀況。例如工具機製造商，過去為整機銷售，當歐美客戶有維修需求，則指派工程師差旅到客戶端工廠操作執行，自從新冠肺炎疫情爆發以來，邊境管制嚴格根本無法差旅，須改為遠端檢修，PTC既有的技術即可協助實踐，把工具機需維修的零組件相關資訊整合到Vuforia平台，未來機械設備送到客戶端工廠時，只要透過擴增實境應用，即可逐步引導現場工程師執行零件拆卸與安裝。