德國元件供應商博世(Bosch)將其位於德累斯頓(Dresden)的新半導體工廠稱為智慧工廠。該工廠擁有高度自動化、完全互連的機器和整合流程，並與人工智慧(AI)和物聯網(IoT)技術結合，以促進資料驅動的製造。憑藉自行思考的機器和內建攝影機的眼鏡，該工廠的維護工作可以在9,000km外進行。

毫不奇怪，博世將這座工廠視為工業4.0的體現。這意味著生產單元具有智慧處理能力，無需人工輔助即可進行通訊，同時連接物理世界和虛擬世界。

「在人工智慧的幫助下，我們將把半導體製造提升到一個新的水準。」Robert Bosch董事會主席Volkmar Denner表示。

工業4.0涵蓋了汽車和多個電子產業智慧製造的廣泛需求。在此，工業4.0解決方案可透過基於感測器的系統支援自動化生產線監控，為所有製造過程提供即時監控和可操作性。

還需要注意的是，工業4.0的概念大約在10年前出現，隨著嵌入式系統、網際網路連接和資料分析的發展而不斷發展。在工業4.0領域，基於感測器的設備正在不斷重塑工業、汽車和機器人領域；其中包括工業壓力變送器、暖通空調(HVAC)感測器、體重計、工廠自動化設備和智慧型儀器錶。

智慧製造的演變

然而，在深入研究智慧感測器在工業4.0中的作用之前，有必要先看看該產業如何達到這一轉捩點。

這一切都始於1980年代，當時公司開始將電腦連接到控制設備，並使用機器人進行自動化物料搬運。工廠自動化也緊隨其後，實現了材料運輸等重複製造流程的自動化。

隨後出現了智慧製造的理念，它開始將物聯網、資料驅動分析和人工智慧技術結合。如果做得有效，可以實現流程最佳化、靈活生產、縮短交貨時間、提高人力品質和提高效率。

但這也需要更強的運算能力、先進的馬達控制演算法、可靠的連接和穩定的影像辨識。同樣，智慧感測器是製造流程轉型的關鍵因素。智慧感測器從物理環境獲取類比輸入，並採用專門的技術來調節這些資料，以便在數位世界中使用。

以智慧製造的無人車為例，它使用導航演算法與飛行時間(ToF)感測器結合，可以自由移動而不會造成碰撞。它還採用人工智慧和機器視覺技術來識別特定顏色的物體，或拾取它們，並使用具有磁場定向控制(FOC)的機械手臂將它們放入相應的籃子中。

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