什麼是智慧製造？了解 4 大核心要素、當紅職缺「智慧製造工程師」

TrendForce 市場預測顯示，全球智慧製造市場規模已在 2022 年達到 3,470 億美元，由於全球對節能減碳的重視及自動化基礎建設的加速推進，預計到 2026 年智慧製造市場將擴增至 6,200 億美元。本文為你完整介紹智慧製造是什麼、智慧製造的效益及應用領域、智慧製造人才找工作時需強調的背景技能，以及智慧製造相關的工作機會！

智慧製造透過物聯網、大數據、人工智慧（AI）、機器學習和自動化等先進技術，將傳統製造業轉型為高度數據化、自動化及智能化的生產模式。利用有效收集和分析製造設備的數據，來優化生產流程、預測潛在問題並提升產品品質和最終產能。如此一來，就能使製造業工廠以適當且有效的方式進行生產、降低成本、改善產品品質，還能更靈活應對和處理突發事件。

工業 4.0 的概念於德國 2011 年的漢諾威工業博覽會上被提出的，也被稱為「第四次工業革命」。在 2013 年時，工業 4.0 也被納入德國的「高科技戰略2020」以及十大國家發展項目之一，因此這個概念在短時間內引發了國際關注。

許多人誤以為工業 4.0 和智慧製造是相同的概念，實際上兩者不太一樣。簡單來說，智慧製造是實踐實現工業 4.0 關鍵的一步。

工業 4.0 涵蓋較大範疇，目標為整合現有的製造資源、流程和大數據，使製造業能夠快速應對市場需求和劇變，精確生產，減少資源浪費，並促進製造業跨領域的商業合作。而智慧製造則是一種製造理念，以技術驅動使傳統工業朝向自動化、智能化和高效化發展。

• 自動化設備導入

透過自動化設備的導入，優化產品設計、製造及服務流程，減少傳統生產過程中對人力的依賴，還可以實現更高的製造效率與降低生產成本。

• 設備與數據整合

自動化設備引入後，企業可以收集與分析生產中產生的大數據。利用物聯網（IoT）技術，智慧製造將實現生產環節的連接與數據共享，並將設備數據整合至一個統一平台，並依據整合過的數據做出更精準的決策。

• 遠端監控與智慧決策

利用整合的數據進行即時的遠程監控和分析，以在需要時迅速調整生產計劃，降低機器停機風險，同時提高生產效率與靈活應對市場變化的能力。

• 結合人工智慧與機器學習

結合人工智慧（AI）與機器學習（ML）技術，構建能預測和優化生產流程的模型，不僅能增強自動化設備的能力，還能執行高危險或重複性任務，減少人為錯誤並進一步降低勞動力成本。

智慧製造會成為全球產業鏈重視的發展趨勢，主要因為其帶來的下列 6 個優點：

1. 提高生產效率與降低成本

智慧製造運用自動化和數據分析，達成高效的生產流程、優化生產流程、降低廢品率並縮短停機時間。自動化生產線和機器人則可以執行重複性任務，縮短生產週期、減少人力和能源以節約成本，也有助於降低對環境的負擔，和 ESG 目標掛勾 。

2. 確保產品品質與穩定性

因為智慧製造能即時監測和控制生產過程，所以能夠及早發現生產問題，並快速做出檢測分析和建議調整。這種精確的品質控制能減少瑕疵品，促進客戶滿意度。

3. 增強生產線的彈性

智慧製造的數位化和仿真模擬技術，賦予生產線更高的靈活性，快速適應市場變化和客戶最新需求，幫助企業迅速開發新產品、調整生命週期，同時確保生產線的彈性和產能。

4. 預知並模擬製程

運用 AI 和機器學習，智慧製造可以模擬生產製程，預測效率和潛在困難，幫助企業在實際生產前就能進行優化、試錯，減少錯誤成本，加快產品研發和上市時間。

5. 優化供應鏈和庫存管理

智慧製造可以監控供應鏈和庫存狀態，與供應商進行更高效的合作，以減少庫存成本，同時確保生產所需的材料和零件能夠即時供應。

6. 利用大規模工業數據

智慧製造依靠 5G 網路提供的高數據傳輸速率，能夠更深入應用人工智慧、機器學習和自動化等技術，實現更高效的製程，將工廠不斷提升到更高的自動化和智慧化層次。

• 擴增實境（AR）

擴增實境（AR）可幫助製造商簡化原型製作過程，並視覺化設計師正在開發的產品外型與表現。AR 的一個明顯好處是可以減少製作實體模型的成本，在產品進入正式生產之前便可發現問題。像是在汽車製造業中，使用 AR 技術可以在實際組裝前，透過虛擬模擬來檢查零件的配合情況和設計效率，提前發現設計上的缺陷。

• 數位孿生（Digital Twin）

數位孿生是實體物體的虛擬模型。在智慧製造中，使用數位孿生可以監控、分析性能以及快速解決問題來提高生產力，因此降低停機時間和維護成本，更快發現實體問題並更準確預測結果。例如在航空工業中，能透過數位孿生技術模擬飛機引擎的運行，預測飛機的維護需求，減少意外停機時間，並優化維護計劃。

• 雲端運算

雲端運算使製造商可以遠端存取和處理數據，提高數據利用的便利性。例如，雲端平台可以讓全球分布的工廠即時共享生產數據，方便管理層迅速做出生產調整決策，同時為客戶提供快速訂購和產品交付服務。

• 物聯網（IoT）

物聯網技術可實現連接各種設備，整合工業數據，並確保系統安全。例如，食品製造業中的 IoT 應用可監控生產線上的溫度和濕度狀態，確保產品品質，同時自動調整設定以提高生產效率，進而增加整體的投資回報率（ROI）。

智慧製造領域的工作類型相當廣，包括工程師、業務、管理等職位，這裡我們將介紹討論度最高的「智慧製造工程師」一職。

通常智慧製造工程師的薪水碩士畢業月薪 60K 起跳，而較資深（年資達 ５ 年以上）的薪資水平有機會可以到年薪 300 萬以上。

• 產品交付：智慧製造工程師需監控生產線進度，與物流團隊協作，確保所有產品能準時完成並交付至客戶手中。
• 客戶溝通：與客戶保持定期聯繫，解答生產相關問題，並根據客戶反饋調整產品規格或生產流程。
• 排除生產線問題：即時回應生產線上出現的任何技術或操作問題，包括機器故障的修理或更換，以及其他可能影響生產效率的問題。
• 確保材料充足：監控生產線上的材料供應，及時補充存貨，防止生產因材料短缺而中斷。
• 避免倉庫過載：透過精確的庫存管理，智慧製造工程師必須確保倉庫內的存貨水平與生產需求相匹配，避免過量存儲帶來的額外成本和空間壓力。
• 制定與優化操作流程：根據生產實際情形、上下游供應鏈狀況定期更新操作手冊，創新流程，提高操作效率和產品成果。

智慧製造工程師通常需要具有資訊工程、機械工程或相關工程學科的學士或碩士學位。建議想應徵智慧製造工程師的你，在準備履歷內容和面試環節之中儘量展現以下的軟硬實力：

硬實力：

1. 程式設計能力：熟悉 Python、C、SQL 等程式語言，並能應用於深度學習和機器學習模型的改良和開發。
2. 智慧製造相關知識：擁有 CAD / CAM / CAE 等智慧製造基本知識。
3. 自動化與機器學習：擅長利用 AI 演算法開發和平台建置，以及場域導入合適的 AI 解決方案，提升系統效率和穩定性。
4. 數據分析與處理：熟悉使用大數據分析工具如 Spark，處理大規模的數據並進行數據分析，支援製造過程中的決策和改進方向。
5. DevOps：熟悉 DevOps 的概念實際運用，包括持續整合和持續部署（CI / CD），搭配相關工具的使用如 Jenkins、Git 等。
6. 環境、健康和安全（EHS / HSE）的永續發展相關技能知識：現在大多組織都在關注 ESG 永續發展和環境，因此智慧製造工程師如果具備了解材料特性、應用及其對社會和環境的影響的技能，會是一大加分。

軟實力：

1. 批判分析思維：在智慧製造的過程中能夠在考慮所有事實、數據和應用的情況下思考和分析，提出最可行的解決方案，這是未來的智慧工廠非常需要的能力。
2. 問題解決能力：在智慧製造過程中，工程師必須具備迅速且準確地識別和解決突發問題的能力。
3. 溝通合作能力：智慧製造工程師需密切與同事和跨部門團隊協作，有時甚至包括對外部供應鏈廠商的溝通，以確保生產線的高效運作。

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