認知製造正行動

製造業正面臨艱困挑戰與風險: 地緣政治衝突、碎片化供應鏈、原物料通膨、勞工成本增加、綠色永續壓力及嚴重缺工問題。根據萬寶華盛華人力資源調查，全球77%以上企業都面臨缺工議題，其中，台灣有90%以上企業面臨缺工挑戰，排名第一。全球人才荒，台灣最為嚴重!!所幸，生成式AI的科技發展，為製造業緩解人力荒、轉型升級帶來曙光。

世界經濟論壇WEF在今年發表一篇<<AI正行動，從實驗室到產業轉型>>，揭示了生成式AI或AI正從實驗室轉變到產業中的發展。這是因為ChaGPT、DeepSeek等生成式AI展現優越的認知、推理能力，可以輔助人們工作乃至於企業營運(請見<<生成式AI大爆發!>>一文)。

我們認為「認知製造正行動」，傳統AI以及生成式AI正落實在製造業中，協助解決缺工、斷鏈、營運壓力等風險與挑戰。

圖1、製造業朝向認知製造發展(資料來源: 修改kalach etc al., 2024)

所謂「認知製造」(cognitive manufacturing)，指的是運用認知科技在製造領域，賦能產業製造系統可以感知(perceive)生產過程的改變，並進行一連串的推論(reasoning)與決策工作。認知科技指的是生成式AI、數位孿生、自然語言、電腦視覺、預測分析、物聯網感測等相關科技，以降低員工工作上的認知負荷、提高生產力以及營運效率。隨著生成式AI軟體服務、AI晶片技術的發展，將帶來未來智造不同面貌。以下說明認知製造將有以下3大的面貌。

面貌1:虛擬助理嵌入到營運流程

生成式AI強化代理AI發展，將不僅是協助問答、摘要文件而已，進一步發展出能夠提出建議、進行具體行動的營運自動化助理。以此，生成式AI不僅是單點的幫助企業員工提生產力，更能嵌入在營運作業流程中，與員工協同完成工作。例如: 生產規劃代理AI，不僅能分析排程上的瓶頸點，還可以產生新生產計劃表建議，進一步能根據經驗自動調整計畫(其他應用請見<<Agentic AI代理帶領企業轉型!!>>)。

圖2、AI虛擬助理嵌入在各項營運流程(資料來源: ChatGPT生成)

面貌2:多模態認知強化實體AI

Nvidia黃仁勳說:「下一波人工智慧浪潮已經到來。由實體人工智慧驅動的機器人技術將徹底改變產業」。晶片技術的發展以及能綜合電腦視覺、音訊、自然語言等多模態感知、推論、決策的生成式AI技術，將使得機器能根據環境變化，更彈性地調整與反應。例如: 應用在倉儲的揀料的機器人，能快速地辨認多樣的形狀、顏色、數量的物料，減少作業人員檢視的認知負荷；結合感測器、設備日誌和噪音或振動音訊數據，多模態智慧設備代理AI，可以進行設備主動異常告知、自然語言詢問設備狀況、精進設備維修預測、維修排程調整，甚至能自我修復；進一步，具備多模態認知的人形機器人能像現場人員進行組裝的細微工作，如: BMW運用在iFactory上試驗結合觸覺、視覺能力的人形機器人，進行細微地車身零件組裝工作。

圖3、多模態人形機器人協助組裝(資料來源: BMW)

面貌3:認知計算落地邊緣設備

DeepSeek模型橫空入世，對生成式AI產業鏈產生重大影響，也提升企業將生成式AI模型部署在地端邊緣運算電腦的可能性。特別在製造業，各項產品、製程、設備、訂單等隱密資訊得以利用低成本、專屬企業場景的模型進行認知製造系統發展，加速認知製造發展。運用AI邊緣運算，可以更即時、低延遲、更安全，特別可以用在製造現場設備預測維護、生產流程控管、自主機器人以及智慧監控的領域。更多的智慧自動化設備也會結合智慧助理，與AI邊緣設備、現場人員進行智慧協作。(請見<<DeepSeek效應>>一文)。

智慧機械的未來智造

因應「認知製造正行動」的發展，自動化設備、工具機等智慧機械產業將從重視生產力、成本或可靠度的產品維度，轉向更重視人機認知協同、運用智慧化方案來協助韌性以及滿足製造業客戶的永續綠能需求，以下簡單說明三大趨勢。

• 人機認知協同: 生成式AI或認知科技，協助製造業人員將認知負荷卸載給智慧機械，以提升效率、緩和缺工帶來的人力運用問題。例如: 設備知識AI助理可以協助分析設備狀況、根據設備異常碼建議維護步驟等；人形機器人或智慧搬運機器人，可以更彈性地因應現場狀況，緩解製造現場人員的監控的認知負荷。智慧機械的認知科技升級，協助製造業現場從監控設備轉而與設備的人機認知協同。

• 韌性解決方案: 智慧機械設備運用AI或認知科技，可以協助製造業客戶滿足缺工、多變的市場環境、供應鏈挑戰、地緣政治等，亦即協助製造業韌性轉型。如:(1)數位孿生模擬: 模擬設備依據不同物料、供應狀況，進行生產效率、品質預測；(2)品質控制: 利用電腦視覺技術、生成式AI技術協助設備加工前後的檢測與參數調整，以控制品質；(3)設備維護: 利用AI或生成式AI可以協助進行預防保養、預測維護等作業，以提升效率、減少設備停工故障、改善稼動率等。智慧機械設備不僅專注在原本設備產品內涵，進一步要延伸到協助企業韌性的解決方案發展。

• 發展永續綠能: ESG、永續議題亦持續地被重視，並融入在製造業的各個營運環節。智慧機械設備要持續地進行設備材料永續、效率優化等，以滿足製造業客戶的永續綠能發展。

圖4、邁向認知智造的六大能力

綜合來看，邁向認知製造的未來智造，智慧製造與智慧機械都需要六大能力，生產力、成本力、可靠度，加上認知力、韌性力與永續力。

小結

認知製造正行動，不僅僅是半導體、電子電機業或是軟體服務業的轉型，更是製造業、自動化設備業、工具機的轉型契機。讓我們把AI加進製造業、工具機業，一齊行動，邁向認知製造！