歷經2023年工具機產業寒冬，由於通膨遲遲未消，美元延後降息，導致台灣廠商仍然面對分別來自日、韓與中國大陸等對手的競爭加劇，未來勢必要透過軟體、智慧化服務等創新商業模式為產品加值，包含德系控制器或傳動元件等零組件大廠也延續工業4.0優勢，先行導入應用人工智慧（AI）先行。

為迎接全球未來產業永續變革、快速變動的國際產業環境，包含目前數位分身（Digital twins）機器學習、生成式AI等創新技術，正在徹底改變企業製造產品和優化流程的方式，不僅從售前選擇合適的零件開始，AI就簡化了設計、製造、現場生產人員的工作；還可用於售後維修營運、客服及教育訓練等。

惟因售後服務較不涉生產安全和機密且數位資料相對完整，方便導入AI大語言模型（LLM）演算而先行；還有業者可從打造數位分身開始，內化為智慧機械的感測器、同規共軌和產業共通規範，來提升資料交換效率、減縮人員學習時間，避免容易加工出錯而浪費材料、增添不必要的耗能和排碳，德商則延續自追求工業4.0目標以來，扮演數位轉型的領頭羊角色。

圖一 : 因售後服務方便導入AI大語言模型，德商則延續自追求工業4.0目標以來，扮演數位轉型的領頭羊。

igus智慧工程塑膠　加速永續工業4.0轉型

動態工程塑膠專家（motion plastics）igus便在今年四月舉行的漢諾威自動化工業展上，展示該公司旗下一款基於AI的應用程式igusGO，強調係利用AI演算法來識別物體，並推薦能提升可靠性和降低成本的igus產品，於數秒鐘內向設計工程師展現該如何使用igus的免潤滑動態工程塑膠零組件，並針對應用產品優化的潛力。

目前igusGO大腦中已有超過580種不同的應用，且數量與日俱增，涵括從咖啡機、起重機到飛機，同時快速瀏覽不斷擴長的產品系列。舉挖土機客戶的設計師為例，如今已毋須翻閱產品目錄、打電話或寫電子郵件，只需拍攝一張應用照片，igusGO就能推薦由高動態工程塑膠製造的重負載軸承。

同時展現igus基於AI的智慧工程塑膠和科隆智慧的線上工具，包括配備智慧感測器的拖鏈系統、耐彎曲電纜、線性滑軌及自潤軸承、魚眼軸承和轉盤軸承等，可利用感測器、評估模組和軟體，實現動態產品即時狀態監測、使用壽命計算，確定產品的最佳保養時間。進而連接到各種網路和物聯網，整合到預測性保養概念中，避免因工廠意外停機而造成昂貴損失；且強調必須在產品的生命週期結束時更換零件而不過早，才能真正為永續發展帶來助益。

圖二 : 由igus開發低成本機器人技術、智慧保養和基於AI線上工具igusGO 應用程式，可在數秒鐘內顯示起重機的優化潛力，讓客戶應用為永續的工業 4.0 做好準備。（source：igus GmbH）

如今，igus還在不斷開發智慧工程塑膠服務，以應對當前勞力短缺等挑戰。例如經由superwise的數位化服務，現在只需少數人員透過中央控制台，即可隨時監控自身應用。另透過智慧連結應用、產品和感測器資料，以及選用物聯網實現全面的「塑膠智慧」，讓客戶能自動收到即時的保養通知、報價、預警或精進技術建議；進而協助沒有時間監控自身應用的企業，一旦有事需要處理時由igus主動聯繫。

igus拖鏈系統執行長Michael Blass指出：「在面臨多重危機的時代，經過superwise將智慧塑膠的現代感測器技術與全方位的數位創新服務相結合，會對企業競爭力發揮前所未有的決定性影響。讓沒有深厚專業知識且預算較低的中小型公司也能從預測性保養等趨勢中受益，這是我們的重要使命。」

igus同時還展出多款低成本自動化領域的新產品，即是所稱「科隆智慧」技術的所在。包括ReBeL協作機器人的隨插即用版設備齊全、提供更緊湊解決方案的ReBeL KID等，所有igus的機器人從射出成型、組裝電路板到程式設計都是「科隆製造」；甚至於結合無人搬運車系統（AGV）組成開源解決方案和自主學習平台，利用AI模擬幫助企業更快速、輕鬆地開發自動化解決方案，客戶毋須購買機器人並投入精力整合，而是可以提前測試其應用。

進而導入AI語音和手勢控制產品，可將Amazon Alexa直接連接到igus機器人，或透過ROS 2整合手勢控制的直觀操作性；並輕鬆快速地整合視覺感測器，利用AI監控機器人，未來定義機器人動作將變得非常簡單。

igus機器人團隊也正在研究使用語音或手勢，實現程式設計等完整應用；加上經濟實惠的價格，為低成本機器人開門進入大眾市場。Michael Blass總結：「透過將我們的創新產品與數位服務和新技術相結合，我們希望展示免潤滑動態工程塑膠可以改善廣泛的應用，使其更具永續性並能夠實現工業 4.0。」

西門子軟硬體解決方案　構建數位製造核心應用

圖三 : 在西門子數位工業首度發表MACHINUM數位製造解決方案中，不只可看到分析、模擬結果，並利用AMW/Capture快速蒐集連續高頻數據，找出傳統難以解決的工程問題。（攝影：陳念舜）

西門子數位工業也在稍早前的三月於台北舉行的台灣國際工具機展（TMTS 2024）聚焦3大核心概念，從設計、執行與最佳化，首度發表全方位工具機軟硬體解決方案MACHINUM數位製造，搭配SINUMERIK尖端科技的雙品牌策略，協助工具機業者推進數位轉型，實現產業綠色轉型；更讓加工產業走在多元變化的市場需求前，實現躍進式發展！

西門子全球總部工具機部門副總裁Sascha Fischer表示：「目前全球工具機產業面臨著諸多挑戰，有效的資源運用不僅能加速推動產業永續發展，也是新商業模式的成功關鍵。數位轉型及永續發展成為西門子當前驅動產業推進的雙軸引擎，將透過西門子的數位化創新科技，打造機械製造的永續力！」

在該公司數位工業軟硬體整合的催化下，可讓工具機產業從有限的資源獲取更多的效益，引領產業打造循環再生數位應用。針對工具機產業3大競爭力要素：速度、靈活性與持續力三位一體，構建數位製造的核心應用；並利用創新軟體技術，如數位分身、AI應用、大數據分析等，讓生產效率、穩定度及成本效益更上一層樓，迎向工具機永續未來。

例如透過MACHINUM的ACM suite自適應切削速度控制，以AI自學習切削條件優化進給速度，高效率節能最佳化生產，保持穩定並縮短加工時間。當切削異常或負載過大時減速或中止，避免損及工件、刀具浪費，同時提升產能效率約17%及延長刀具壽命，實現減碳的目標。進而搭配AMWT可靠的工件數位分身平台，事先以加工程式預測加工件品質，並協助找出問題，支援蒐集機台伺服資料，實現進階模擬克服製程瓶頸。

因應製造業缺工危機，在亞洲首度演示的新一代SINUMERIK 828D Gen.5標準型控制器也支援數位分身平台，提供友善對話式操作的人機介面，讓使用者不必耗時記憶語法及指令，只須瞭解產品外觀、選對刀具，即可輸入參數後直接加工，控制器甚至還具備避免碰撞的防呆功能，估計將於2025年正式發表。

MACHINUM解決方案同時利用邊緣運算（Edge computing）技術整合，呼應數位分身應用，可提供先進的工具機監控技術，預防性識別潛在問題，減少突發性維護成本及停機時間，使之更有彈性而加快上市時程。

在TMTS現場展出工具機製造的數位解決方案中，不只可藉此看到分析、模擬結果，並利用AMW/Capture改善加工製程，搭配Edge AI工業電腦在邊緣開始快速蒐集連續高頻數據，擷取最高支援100組、1ms取樣頻率傳輸供專家系統分析、比較加工時與出廠前的CAD/CAM規劃原型條件是否一致，影響機台效率低於5%。

讓客戶得以虛擬量檢測取代3D量床，快速找出傳統難以解決的工程問題；並符合IEC62443等多項國際資訊安全標準，確保客戶資料安全。可使用自訂Edge Apps，針對程序和機器的整體狀況監控和最佳化，在發生異常時維護；或是透過Edge Apps應用軟體開發套件（AppSDK），讓使用者能快速建立新應用程式，滿足個人需求和其他使用案例。

西門子表示，未來工具機或加工業無論是要追求AI、軟體加值，首要能掌握過去為台廠弱項的加工策略Know how、終端市場需求，進而整合資源打造生態系。而非一昧沉淪於回到過去，可由供應鏈協力達成70~80%性能、cost down的概念，既與現今全球供應鏈重組競爭的國際市場脫節，也不利與大陸、南韓等龐大規模產能競爭。

海德漢開放式介面　方便客戶掌握加工策略

圖四 : 海德漢公司新世代TNC 7控制器也透過熟悉的Klartex對話功能和新開發的圖形化編程簡化應用，在機器上優化日常工作流程，讓使用者操作更順暢。（source：海德漢）

海德漢公司所展出的新世代TNC 7控制器也發表OCM新世代自適應擺線切削功能，提供粗切、精切及智慧倒角工法，以對應不同製程皆能在一定時間內，提高切削效率、材料移除率，從而確保出色生產力；透過Model Aided Setup功能，經過教導式完成6D工件原點設定，實現簡單且安全的工件原點輔助設定。

同時透過熟悉的Klartex對話功能和新開發的圖形化編程簡化應用，在機器上優化日常工作流程，讓使用者操作更順暢。包括提供智能和全新的圖形化編程功能，可以直接通過手勢在觸控螢幕上繪製輪廓編程，再將繪圖轉換為Klartext格式的程式並保存；即使尺寸不適合NC編程的複雜輪廓，也可輕鬆編程。

至於AI應用也可利用新款TNC 7控制器的Open Source開放優勢、越作越大的螢幕操作介面等，協助許多有意自定義設定介面差異化、編寫python的用戶，基於可填寫的表格和對話式，提供了最佳操作便利性和導引；透過在觸控螢幕上動態點擊和滑動，輕鬆實現旋轉圖像、選擇和導引功能。

海德漢公司進一步指出，就連目前熱門的數位分身概念其實在海德漢早期推出的程式模擬器就已見端倪，讓使用者能從PC上檢測工件和機器運動姿態，以防止碰撞；再將真實機台運行數據、馬達參數等加入模擬器，如同在現場機台側操作。

藉此讓模擬加工時間更接近真實，以便精確估算成本，可投入整線/廠規劃、快速設定、部署。如今還可利用Process Monitoring功能監控無人自動化工廠，以防止意外出錯或碰撞，提升自動化可靠度。