終結人力勞動(dòng)時(shí)代 改變人類(lèi)生活的自動(dòng)化技術(shù)

　　在久遠以前，人類(lèi)很早便有了應用自動(dòng)化技術(shù)的歷史。古埃及人發(fā)明以水為動(dòng)力的“水鐘”，穩居世界上計時(shí)最精確的寶座長(cháng)達兩千年，便是人類(lèi)記載上應用自動(dòng)化技術(shù)的濫觴。而後直至十八世紀，被用於風(fēng)車(chē)的自動(dòng)化控制系統啟發(fā)了瓦特發(fā)明蒸汽機，帶動(dòng)第一次工業(yè)革命，大大顛覆了數千年來(lái)慣有的生產(chǎn)方式，并隨之進(jìn)入了以動(dòng)力機械取代手工勞動(dòng)的時(shí)代。

　　而在最近，第四波的工業(yè)革命已然啟動(dòng)，以智慧工廠(chǎng)、智慧機器人為主的發(fā)展趨勢中，自動(dòng)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(dòng)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)連結及未來(lái)趨勢。

　　自動(dòng)化是什麼?

　　廣義上，自動(dòng)化(Automation)的定義為：以人力以外的資源，例如機械、水力、電力等能源，代替人類(lèi)操縱、控制及監視設備或程式，執行人類(lèi)難以完成的任務(wù)?？捎行Ч澥∪肆皶r(shí)間、降低人為錯誤的機率、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(dòng)化囊括的范圍廣泛，除了各行各業(yè)的機器與輔助機具，也在日常生活中處處可見(jiàn)，小至家中會(huì )自動(dòng)煮飯的電鍋、便利商店的自動(dòng)門(mén)，大至大樓的空調管控與電梯、捷運的自動(dòng)化系統等，都屬於自動(dòng)化的應用。

　　在工業(yè)上狹義的自動(dòng)化，則專(zhuān)指應用機械、電子與電腦化的系統，來(lái)操控及生產(chǎn)的科技。主要包括生產(chǎn)零組件的自動(dòng)化工具機、物流及倉儲系統、品管檢測、數據收集與回饋及電腦制程控制等。

　自動(dòng)化系統

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

　　(1)受控體：泛指在系統中接收命令、受到控制的被動(dòng)部位，類(lèi)似人類(lèi)器官的肌肉、關(guān)節。例如機械手臂末端的夾爪。

　　(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(lèi)似人類(lèi)器官的神經(jīng)。例如圖像感測器、溫度感測器。

　　(3)控制器：感測器所傳達的訊號傳遞到控制器後，透過(guò)控制器內的演算法計算，發(fā)送處理過(guò)後的訊號給驅動(dòng)器，類(lèi)似人類(lèi)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(dòng)器：驅動(dòng)機械產(chǎn)生動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源，類(lèi)似人類(lèi)器官的心臟。例如：線(xiàn)性馬達、氣壓缸。

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

　　它們除了可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，幫助工廠(chǎng)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、更注重顧客導向的作業(yè)管理，可謂企業(yè)成長(cháng)的加速器。

　　自動(dòng)化設備在工業(yè)上的應用

　　自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)的效益之廣，尤其以制造工業(yè)為最。由於經(jīng)濟發(fā)展使得現代人有條件改善過(guò)去的勞動(dòng)水準，因此使得越來(lái)越少工人愿意以過(guò)去的薪資水平從事工廠(chǎng)工作。這迫使了以勞力密集為主的制造工業(yè)面臨轉型，要如何在缺乏低技術(shù)勞動(dòng)力的條件下，仍然取得制造工業(yè)的優(yōu)勢呢?對工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化的技術(shù)的應用，便是一大契機。在技術(shù)發(fā)展之初，人們開(kāi)始思考：要怎麼將自動(dòng)化應用在過(guò)去的工業(yè)制程?最需要以機器來(lái)取代人力的環(huán)節有哪些?

　　很容易便有了答案：能解決低階勞動(dòng)力缺乏的問(wèn)題，還可達成比人力更高的精確度的制程，最直覺(jué)的就是組裝、切削等低技術(shù)門(mén)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，便成了自動(dòng)化技術(shù)最大宗的應用。

　　另外，工業(yè)機器人則是近年來(lái)自動(dòng)化技術(shù)所衍生的一大類(lèi)別，除了原先的工具機逐漸發(fā)展出機械手臂，用於從事搬運、制造、測量等重復性工作，近來(lái)也立基於原有基礎，漸漸往智慧化的機器人發(fā)展，透過(guò)工業(yè)電腦等控制系統，結合云端計算、數據分析，提升原先自動(dòng)化設備與零組件的品質(zhì)，進(jìn)行軟體與硬體的全方位系統整合。

　　這些自動(dòng)化的工具機、工業(yè)機器人，現今被廣泛應用於各種產(chǎn)業(yè)的制造過(guò)程。除了一直以來(lái)要求高精密度與標準化流程、因而自動(dòng)化程度極高的汽車(chē)工業(yè)，近年來(lái)也逐漸擴及3C產(chǎn)業(yè)、塑膠產(chǎn)品制造、生技醫療、食品科技、綠能與航太等五花八門(mén)的類(lèi)別。自動(dòng)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)。(原標題：當機器取代人力 改變人類(lèi)生活的“自動(dòng)化技術(shù)”)