盤(pán)點(diǎn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)

　　在工業(yè)4.0時(shí)代，消費(fèi)者可以依個(gè)人需求決定產(chǎn)品，并直接與工廠溝通，而工廠會(huì)朝智能工廠(Smart Factory)邁進(jìn)，并發(fā)展“隨選生產(chǎn)”，實(shí)時(shí)制定生產(chǎn)計(jì)劃，以達(dá)到消費(fèi)者個(gè)人的需求(即便只有一張訂單和一個(gè)產(chǎn)品)，這整個(gè)發(fā)展需要智能網(wǎng)實(shí)系統(tǒng)(Cyber-Physical System，簡(jiǎn)稱(chēng)CPS)及物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，簡(jiǎn)稱(chēng)IoT)相關(guān)軟硬件及基礎(chǔ)設(shè)施的配合，以開(kāi)創(chuàng)人機(jī)和諧共存的環(huán)境，使傳統(tǒng)制造業(yè)變得更智能化與更有效率，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)包括有：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云端運(yùn)算和網(wǎng)絡(luò)安全等，這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展同時(shí)代表著無(wú)限商機(jī)與挑戰(zhàn)。

　　物聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)4.0的核心

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是工業(yè)4.0的核心基礎(chǔ)。根據(jù)BI Intelligence估計(jì)，到2017年連網(wǎng)硬件出貨量將超越智能手機(jī)，而世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)預(yù)測(cè)2020年將會(huì)有300億臺(tái)設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)潛藏商機(jī)超過(guò)1兆美元。而什么是物聯(lián)網(wǎng)?簡(jiǎn)單地說(shuō)，是指每個(gè)物品、人或生物，都會(huì)有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符，通過(guò)感測(cè)系統(tǒng)與外圍組件，如：無(wú)線射頻辨識(shí)(Radio Frequency IDentification ，簡(jiǎn)稱(chēng)RFID)、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)設(shè)備…等收集信息，再經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳遞信息，人或是機(jī)器就可以依據(jù)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與決策，進(jìn)而控制已經(jīng)連上網(wǎng)絡(luò)的物體，執(zhí)行決策的任務(wù)，連上物聯(lián)網(wǎng)的物體間也可以互相溝通與協(xié)作，物聯(lián)網(wǎng)軟硬件的蓬勃發(fā)展，讓工業(yè)4.0的智能網(wǎng)實(shí)系統(tǒng)(CPS)及智能工廠的實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步。物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)包括：RFID、有線及無(wú)線傳感器等負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)的感測(cè)技術(shù)與硬件，以及ZigBee、IEEE802.15.4、WirelessHART等通訊協(xié)議或是802.11、Wi-Fi、4G LTE等行動(dòng)通訊協(xié)議等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)及網(wǎng)通設(shè)備。

　　人工智能：工業(yè)4.0的腦神經(jīng)

　　人工智能(Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱(chēng)AI)最早是在1956 年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出，系指由人工制造出來(lái)的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的智能。美國(guó)學(xué)者預(yù)測(cè)，2045年機(jī)器的智慧將超過(guò)人，但其實(shí)機(jī)器擁有過(guò)人的智慧并不乏先例，在1989年IBM的超級(jí)計(jì)算機(jī)“深藍(lán)”即戰(zhàn)勝了西洋棋棋王，而Google的人工智能系統(tǒng)AlphaGo在2016年也打敗韓國(guó)的世界圍棋棋王。人工智能涵跨計(jì)算器與信息、數(shù)理邏輯、控制與自動(dòng)化理論、仿生學(xué)、生物學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和哲學(xué)等多門(mén)學(xué)科，以及知識(shí)獲取、推理、搜尋和數(shù)學(xué)優(yōu)化、類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)、知識(shí)處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能機(jī)器人…等研究，人工智能的深度學(xué)習(xí)與專(zhuān)家系統(tǒng)的建立將帶動(dòng)工業(yè)4.0的深度發(fā)展。

　　大數(shù)據(jù)及云端運(yùn)算：工業(yè)4.0的關(guān)鍵支撐

　　大數(shù)據(jù)(Big Data)又稱(chēng)海量數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)源可能是過(guò)去人工或機(jī)器記錄的數(shù)據(jù)，或物聯(lián)網(wǎng)硬件不斷產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可能是已經(jīng)存在互聯(lián)網(wǎng)上的信息，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量會(huì)一直產(chǎn)生或更新，而形成海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)大并無(wú)實(shí)質(zhì)意義，智能化制造的關(guān)鍵技術(shù)在大數(shù)據(jù)的分析，也是機(jī)器深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技術(shù)，其重點(diǎn)在于預(yù)測(cè)，利用數(shù)據(jù)探勘的技術(shù)，在海量數(shù)據(jù)中找到原本不易發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性或是經(jīng)驗(yàn)，以快速累積經(jīng)驗(yàn)值，并做出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)與決策。

　　大數(shù)據(jù)與云端運(yùn)算相輔相成。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)將云端運(yùn)算定義為：云端運(yùn)算是一種模式，能方便且隨需求應(yīng)變地通過(guò)連網(wǎng)存取廣大的共享運(yùn)算資源(如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、儲(chǔ)存、應(yīng)用程序、服務(wù)等)，并可通過(guò)最少的管理工作與服務(wù)供應(yīng)者互動(dòng)，快速提供各項(xiàng)服務(wù)。在云端運(yùn)算里基本可分為公有云及私有云，一般來(lái)說(shuō)，大企業(yè)會(huì)建立私有云，建設(shè)“網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存服務(wù)器”(Network Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)NAS)，自己控管企業(yè)內(nèi)部所有的數(shù)據(jù)，而中小企業(yè)或個(gè)人則大多會(huì)使用公有云，如：免費(fèi)的百度云、Dropbox、Google、Amazon以量計(jì)價(jià)的公有云端服務(wù)等，未來(lái)的云端運(yùn)算發(fā)展，由于海量數(shù)據(jù)在云端進(jìn)行儲(chǔ)存與運(yùn)算，因此，網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于大數(shù)據(jù)及云端運(yùn)算而言，將具有極關(guān)鍵之地位，更是讓工業(yè)4.0的發(fā)展，可以無(wú)后顧之憂的重要支撐。

　　工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)，包括：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)與云端運(yùn)算等，已全面應(yīng)用在我們的日常生活及制造業(yè)，除了促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)智能化生產(chǎn)，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，也逐漸改善人們的生活，滿足消費(fèi)者客制化，面對(duì)未來(lái)工業(yè)4.0的浪潮，我們應(yīng)及早認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)，并有效地整合與運(yùn)用，以在工業(yè)4.0時(shí)代占有一席之地。