智慧製造將物聯網、數位化工廠、通訊、雲端服務等技術加以整合，而其中感測技術不但提高了工廠資訊的有用性及透明度，大量提升資料量，相對的對網路通道的效能及全面覆蓋率來達到工廠生產的透明度和效能。

隨著工業 4.0出現，智慧工廠、智慧農業、智慧醫療等工廠自動化的蓬勃發展 ， 運用已成為大趨勢。智慧製造將物聯網、數位化工廠、通訊、雲端服務等技術緊密扣合，徹底改變一直以來的製造思維。

工業4.0的價值是利用感測技術、物聯網技術連結機械與機械、機械與人之間可以相互溝通，將傳統生產方式轉為高度客製化、智慧化、服務化的商業模式，可以快速製造少量多項的產品，因應快速變化的市場。其中感測技術提高了工廠資訊的有用性及透明度，大量提升資料量，相對的對網路通道的效能及全面覆蓋率來達到工廠生產的透明度和效能。

「智慧製造」是在應用網路、感測等技術分析數據以後，建立一個從原物料、產品製造、企業經營、包裝配送等自動化供應鏈，讓企業提升整體生產物流管理、人機互動生產應用能力。進而以資訊技術為基礎，在物流過程中的運輸、倉儲、包裝、搬運、加工、配送等環節，建立感測系統，分析資訊、即時調整，也通過網際網路、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，不僅降低成本，也讓買方能夠即時獲得訂購商提升自身的競爭力。

自動化系統可以透過無線射頻辨識系統（RFID）、紅外線感應、及時定位系統等技術，透過有線、無線網路系統連結所有物品，讓彼此之間訊息能夠交流，建立智慧識別、及時定位管理的工作系統，使工廠能夠正確有效率的資料傳輸至上層管理端，作出最佳化的商業策略，掌握先機。

各層面的智慧化後，從物流到產線皆能精準掌控。工廠導入RFID辨識技術以後，利用高頻（RF）及超高頻（UHF）技術實現短距離生產線及長距離特色， 隨時掌握生產狀況及不同原物料進貨時間、製造完整過程的生產履歷、到最後的品質皆可即時掌握。在現今產能吃緊的狀況下，該流程除了節省人力溝通時間，還能即時提供產量與交期等重要資訊。

圖1 : 當工廠進行各層面的智慧化以後，從物流到產線皆能精準掌控。（source：Siemens）

即時定位系統（RTLS）具有即時定位和跟蹤任何物體的能力，包括射頻覆蓋範圍內的任何人，還可以部署RTLS來跟蹤任何物體，甚至一個人的物理運動。在這方面，RTLS非常有助於確保特定物體或人員的安全；工廠還是需要在配送中心尋找叉車和硬體，所有的情況都被考慮到了，RTLS系統可以在很大程度上提升工廠的透明度，RFID定點，區域型的偵測加上RTLS的即時動態大面積的補強，完全覆蓋可讓工廠生產效率全面提升。

RTLS系統是設備和程序的組合，它們相互配合形成一個網格網絡，這個遠程組織是通過在整個辦公室和包括辦公室的關鍵焦點上設置安全來實現的，藉由RFID和RTLS巧妙結合，整體補強現場層的點、線、面的完整建置。現場層大量佈建的感測器，RFID及RTLS等提升現場層的彈性、透明度，這些建置需有更加有效率的網路架構和全面的覆蓋率來協助完成。除了既有的有線網路須提升外，建置無線系統更是刻不容緩。

工業物聯網（IIoT）為製造、監控、追蹤、運輸、醫療等垂直應用帶來全新發展機會，由於無線通訊技術在物聯網扮演重要角色，藉由Wi-Fi低延遲、低功耗等特性，可協助企業快速部署雲端服務，實現通訊間的無線升級。

越來越多的產業已意識到將數位及物理技術與IIoT結合所帶來的效益。將無線連接整合到新基地以及改造既有的有線平台措施，已為自動化、營運效率極大化以及開創新商業模式等方面提供新的解決方案。而在協助工廠因應需求的成長、擴大生產規模以及維持令人滿意的效率水準等諸多的挑戰上，無線技術也扮演了重要的角色，特別是Wi-Fi 6的問世。

與上一代相比，Wi-Fi 6的一些主要優勢和差異，包括更多設備共存於擁擠環境中，使用OFDMA和MU-MIMO的技術，Wi-Fi 6的最大優勢是即使在2.4GHz頻譜中，它也可以在擁擠環境中支援許多共存設備；這使得大量IIoT設備可以在2.4GHz頻譜中共存，而無須遷移到5GHz或6GHz，如此可避免增加成本和功耗。

從引入新功能中顯著受益的應用，包括臨床醫療、電動工具和工業可穿戴設備，以及目標喚醒時間（Target Wake Time；TWT）所需的功耗更低，由於目標喚醒時間是Wi-Fi 6中新引進的功能，它使終端設備能夠在目標時間喚醒並查找數據，而非定期的喚醒時間。此舉大幅降低了功耗，而且對所有電池供電的設備都至關重要，並對於設備產生影響，包括資產跟蹤器、臨床醫療、電動工具、HVAC、工業可穿戴設備和身體配戴的相機應用。

工業5G也是未來建置很重要的一環，由於5G訊號的物理特性使然，穿透性較差且易受干擾，使得5G於室內的應用受到相當的限制，若要提供室內完整覆蓋，需要建置大量的室內分散式天線及小型基地台，成本高昂。

WiFi-6則相反，即使新的標準使其傳輸速度可達到WiFi-5的四倍，並可大幅降低網路塞車和訊號干擾的問題，WiFi-6在抗干擾上也具有優勢，若從網路覆蓋面積來看，5G在室外覆蓋有更為成熟的佈建模式。

圖2 : 未來工廠或是企業將使用5G和WiFi-6共存的混合式解決方案，依據不同的情境和需求，結合不同技術的優點。

工廠無線系統的建置可提升網路的覆蓋率和工廠生產彈性，而在應用情境上，5G和WiFi-6也能互相補足彼此缺乏的部分，當工廠內部原本透過WiFi-6連結的感應器移置工廠外部使用時，仍能透過5G網路聯網，達到5G和WiFi-6共同協作的效益。

另外，在諸多工廠的應用環境中，10毫秒延遲的通訊可滿足約85～90%的應用，顯示假使工廠若使用WiFi-6即可滿足大部分的需求，但仍有約10～15%的應用必須使用更低延遲的通訊方式，不難想像5G和WiFi-6的混合式解決方案，將會成為未來的智慧工廠連網的趨勢之一。

考量佈建靈活度、不同應用場景、成本等重要因素，未來工廠或是企業將使用5G和WiFi-6共存的混合式解決方案，不論是技術供應者或是使用者皆應跳脫「兩種技術彼此競爭的思維」，依據不同的情境和需求，結合不同技術的優點，讓RFID、RTLS、WiFi-6和5G在工業、物聯網等領域皆能蓬勃發展，協助產業更進一步朝向智慧化邁進。

**刊頭圖（source：Siemens）