在久遠(yuǎn)以前，人類很早便有了應(yīng)用自動化技術(shù)的歷史。古埃及人發(fā)明以水為動力的“水鐘”，穩(wěn)居世界上計時最精確的寶座長達(dá)兩千年，便是人類記載上應(yīng)用自動化技術(shù)的濫觴。而後直至十八世紀(jì)，被用於風(fēng)車的自動化控制系統(tǒng)啟發(fā)了瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，帶動第一次工業(yè)革命，大大顛覆了數(shù)千年來慣有的生產(chǎn)方式，并隨之進(jìn)入了以動力機(jī)械取代手工勞動的時代。

自動化的技術(shù)使得制造工業(yè)的效率提升了、效能進(jìn)步了，并直接影響了人們的生活，如今我們得以享用方便的交通運(yùn)輸、隨時接收來自世界各地的訊息，并擁有多樣化的生活消費(fèi)選擇，都與自動化技術(shù)的革新息息相關(guān)。

而在最近，第四波的工業(yè)革命已然啟動，以智慧工廠、智慧機(jī)器人為主的發(fā)展趨勢中，自動化技術(shù)仍舊扮演了不可或缺的關(guān)鍵力量。此篇將介紹自動化技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一窺它所衍生的產(chǎn)業(yè)連結(jié)及未來趨勢。

自動化是什麼？

廣義上，自動化（Automation）的定義為：以人力以外的資源，例如機(jī)械、水力、電力等能源，代替人類操縱、控制及監(jiān)視設(shè)備或程式，執(zhí)行人類難以完成的任務(wù)?？捎行Ч?jié)省人力及時間、降低人為錯誤的機(jī)率、減少人員暴露在危險的環(huán)境中，并提升產(chǎn)品品質(zhì)。自動化囊括的范圍廣泛，除了各行各業(yè)的機(jī)器與輔助機(jī)具，也在日常生活中處處可見，小至家中會自動煮飯的電鍋、便利商店的自動門，大至大樓的空調(diào)管控與電梯、捷運(yùn)的自動化系統(tǒng)等，都屬於自動化的應(yīng)用。

在工業(yè)上狹義的自動化，則專指應(yīng)用機(jī)械、電子與電腦化的系統(tǒng)，來操控及生產(chǎn)的科技。主要包括生產(chǎn)零組件的自動化工具機(jī)、物流及倉儲系統(tǒng)、品管檢測、數(shù)據(jù)收集與回饋及電腦制程控制等。

自動化系統(tǒng)

如果我們要了解自動化的技術(shù)，就要拆解復(fù)雜的自動化系統(tǒng)，從最基本的單元開始認(rèn)識起。在自動化系統(tǒng)的機(jī)制中，自動化控制元件是在自動化系統(tǒng)中發(fā)揮功能的最小單元，一個封閉回路的自動化系統(tǒng)主要可由以下四種元件組成：

（1）受控體：泛指在系統(tǒng)中接收命令、受到控制的被動部位，類似人類器官的肌肉、關(guān)節(jié)。例如機(jī)械手臂末端的夾爪。

（2）感測器：探測、感知外界的訊號、物理條件或化學(xué)組成，并將訊號傳遞給其他部位，類似人類器官的神經(jīng)。例如圖像感測器、溫度感測器。

（3）控制器：感測器所傳達(dá)的訊號傳遞到控制器後，透過控制器內(nèi)的演算法計算，發(fā)送處理過後的訊號給驅(qū)動器，類似人類器官的大腦。例如可程式化邏輯控制器（PLC）、工業(yè)電腦。

（4）致動器：驅(qū)動機(jī)械產(chǎn)生動作的動力來源，類似人類器官的心臟。例如：線性馬達(dá)、氣壓缸。

各種功能元件所組成的自動化系統(tǒng)，則包括：用於工業(yè)通訊的工業(yè)網(wǎng)路、可進(jìn)行信息識別辨認(rèn)的RFID系統(tǒng)、用於遠(yuǎn)端監(jiān)控與資料擷取的工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）、優(yōu)化生產(chǎn)過程管理的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、將企業(yè)資源進(jìn)行垂直流程整合的企業(yè)資源系統(tǒng)（ERP），以及資訊科技系統(tǒng)等。廣泛地運(yùn)用在各領(lǐng)域的工業(yè)制程中。

它們除了可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，幫助工廠縮短產(chǎn)品交貨期、增加生產(chǎn)效率、并提升產(chǎn)品品質(zhì)之外，也有助企業(yè)邁向更彈性、更注重顧客導(dǎo)向的作業(yè)管理，可謂企業(yè)成長的加速器。

自動化設(shè)備在工業(yè)上的應(yīng)用

自動化技術(shù)帶來的效益之廣，尤其以制造工業(yè)為最。由於經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得現(xiàn)代人有條件改善過去的勞動水準(zhǔn)，因此使得越來越少工人愿意以過去的薪資水平從事工廠工作。這迫使了以勞力密集為主的制造工業(yè)面臨轉(zhuǎn)型，要如何在缺乏低技術(shù)勞動力的條件下，仍然取得制造工業(yè)的優(yōu)勢呢？對工廠來說，自動化的技術(shù)的應(yīng)用，便是一大契機(jī)。在技術(shù)發(fā)展之初，人們開始思考：要怎麼將自動化應(yīng)用在過去的工業(yè)制程？最需要以機(jī)器來取代人力的環(huán)節(jié)有哪些？

很容易便有了答案：能解決低階勞動力缺乏的問題，還可達(dá)成比人力更高的精確度的制程，最直覺的就是組裝、切削等低技術(shù)門檻的工作。因此用於生產(chǎn)零件、金屬加工、檢測與成形工具機(jī)，便成了自動化技術(shù)最大宗的應(yīng)用。

另外，工業(yè)機(jī)器人則是近年來自動化技術(shù)所衍生的一大類別，除了原先的工具機(jī)逐漸發(fā)展出機(jī)械手臂，用於從事搬運(yùn)、制造、測量等重復(fù)性工作，近來也立基於原有基礎(chǔ)，漸漸往智慧化的機(jī)器人發(fā)展，透過工業(yè)電腦等控制系統(tǒng)，結(jié)合云端計算、數(shù)據(jù)分析，提升原先自動化設(shè)備與零組件的品質(zhì)，進(jìn)行軟體與硬體的全方位系統(tǒng)整合。

這些自動化的工具機(jī)、工業(yè)機(jī)器人，現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用於各種產(chǎn)業(yè)的制造過程。除了一直以來要求高精密度與標(biāo)準(zhǔn)化流程、因而自動化程度極高的汽車工業(yè)，近年來也逐漸擴(kuò)及3C產(chǎn)業(yè)、塑膠產(chǎn)品制造、生技醫(yī)療、食品科技、綠能與航太等五花八門的類別。自動化技術(shù)如今已成了工業(yè)制程中不可或缺的一項技術(shù)。(原標(biāo)題：當(dāng)機(jī)器取代人力改變?nèi)祟惿畹摹白詣踊夹g(shù)”)

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