在工業4.0的趨勢下，機器人是不可或缺的一環。為達到連結、優化、快速反應市場的客製化目標，製造趨勢已從人與人的合作，演變成人機協作的智慧工廠。
英國經濟學家Paul Markillie提到：「智慧製造」以網際網路、新材料和新能源為基礎，將是下一波工業革命的核心，機器人也扮演相當重要的角色。
在智慧工廠，已不見一排排工人壅擠吵雜的刻板景象，取而代之的是，大型製造機械不停轉動，少數工程師透過儀表板監控、操作，花最少的人力，提高最大的產量。
未來工廠，長什麼樣子？
拜物聯網科技所賜，機械手臂裝上感應器、連上網路，就可以更精準、大量的製造產品，大大改變了製程與品質。
智慧工廠已經是不可逆的趨勢，在未來，能連網的設備將會持續不斷的增加，再加上5G網路增加連接速度、雲端運算能力等等加持，客製化生產更加靈活，成本降低、良率提高、工作環境更安全，工業4.0自動化工廠的目標將會一一被實踐。
未來工廠三大重點：
高度自動化：增加無限網路連接速度，實踐自動化系統控制工廠運作。
機器人協作：強化數據、關鍵控制，未來可讓機器人管理機器人。
生產線更靈活：讓整體的運作更有彈性、提升生產效率。
未來工廠，我們可以想像，如果是APPLE水果糖製造商，過去為了降低成本、以量制價，也許只能蘋果、橘子口味的糖果大量製造之後，進入市場慢慢賣，如果市場反應蘋果口味賣得比較好，公司覺得增加生產量，但是一條生產線一定要至少5000包，並花費3-4週的時間，有可能做好之後，消費者口味已改變，較無法因應市場即時調整產能。但是APPLE水果糖製造商轉型成智慧工廠後，生產線靈活自動化，早上採購根據市場數據，決定補貨200包蘋果口味、300包橘子的口味的水果糖，公司連上雲端數據，馬上可以計算出剩餘材料庫存、調配產能，少量製造，快速因應市場需求。
「工業 4.0 包括提升自動化、生產力以及數據使用。」諾基亞奧盧工廠主管桑卡里（Erja Sankari），在《富比士》（Forbes）雜誌報導中解釋。
其中的關鍵，就是導入機器人生產。
國際大廠諾基亞，為了實踐自動化工廠趨勢，從產品設計、製造流程逐一改變，已經採用物聯網（IoT）技術，透過溫、濕度等感應器，打造工廠自動化環境，導入工業機器人，協助組裝與包裝產品。
未來智慧工廠的目標是：無人工廠。透過智慧化管理、精準數據、無線上網能力，讓機器人自動生產。智慧工廠未來的人力需求也不同於傳統，需要的是工程師、資料科學家等技術人才。
機器人與工業4.0的關係？
以網際網路、新材料和新能源為基礎的「智慧製造」將是下一波工業革命的核心，而主體就是工業機器人。----英國經濟學家Paul Markillie
企業要轉型工業4.0，機器人不可或缺。因為傳感技術大幅進展，機器人可以精確識別過程中重要數據，並輸送到控制單元加以分析、及時調整，優化製造過程。
目前工業機器人發展可分為兩類：模仿人的手臂作業，如焊接機器人；模仿人的下肢運動，用於搬運輸送，如搬運作業機器人。其核心技術，皆包含智慧感測、觸覺感測、運動控制等，讓機器人如人一般知道環境變化，在複雜的環境下仍能做出最有利的判斷，且隨著微電子、新材料、控制、傳感交互等科技發展，機器人功能會日漸強大。
機器人在高度重複、快速一致的工作表現相當良好，透過網路，感測技術已經能遠端控制及設定、支援高度動態控制，無論是產品測試、組裝、加工、手術協助燈可以應用，過去人工達成困難或無法完成的工作，利用感應技術皆可達到目標，提升效率與良率。
以全球第一家以機器人生產機器人的公司發那科為例，其山梨縣的工廠導入機器人系統（Robot Cell），每天24小時不停工，不需預先輸入程式，由人員直接指導就能上線作業，無人監控可運行一個月。
機器人如何協助企業轉型工業4.0？對製造業、半導體產業有何影響？
數據會說話，機器人對企業轉型工業4.0的影響，從數字可見一二。
機器人的發展與早年的大型電腦主機歷程類似，一開始銷售遲滯，但隨著中小型機種上市普及，價格越來越便宜，銷量也日漸增加，麻省理工學院機器人專家羅德尼．布魯克斯（Rodney Brooks）曾預言：電腦銷量開始以指數急劇增加，而協作機器人也會迎向這樣的一天。
現今小型機器人的成本，其實並不會比人力來得高。根據高盛報告分析，因為勞動力短缺和工資上漲等因素，中國企業正在大量添購工業機器人，對價格造成影響。2016年上海生產線組裝工人的年薪甚至高過小型機器人的價格，代表機器人售價甜蜜點已經來臨。
機器人結合電子、電力、分析能力技術等功能，當成本更親民，影響的層面會更廣。
在智慧工廠，機器人與員工不是對立或重工的關係，而是互相協助的「同事」。利用物聯網技術，當客戶需求有變時，即使在遠端也能由雲端了解機械的生產狀況、改變生產線，現場校正、測試，提高作業效率與靈活度。
現代產業趨勢已由專業分工、大量標準化往人機協同、彈性客製化生產前進，邁向無人工廠的目標。智慧化機械、工業機器人、數位資訊整合系統都扮演著重要的角色，而人力需求也不同以往，由作業員轉變為智慧機械的監控與操作分析者，思維也必須轉變，才跟得上產業需求。
半導體產業有哪些機器人可應用？
台灣半導體產業市場轉換快速，與技術更迭的挑戰。機器人可以節省成本、提高生產效率，成為半導體產業界重要的發展面向。
而機器人發展至今台灣已有許多企業如上銀、友嘉與台達電等，與國際大廠瑞典的ABB Robotics、日本的FANUC、Yasukawa、NACHI等企業同樣佔據重要地位。
但是有哪些常見的機器人科技應用，提高半導體產業工廠產能？
現今機器人約分為五大種類：
單軸機器人
一般分為滾珠螺桿傳動、同步齒形帶傳動兩種，以直線導軌配合伺服電機或步進電機，執行定位、移載、搬運等等工作。可應用於半導體、家電、醫療、汽車、包裝、點膠機、焊接、切割、檢測等產業自動化。
直角坐標機器人
在X、Y、Z直角坐標範圍內進行搬運、取放等工作，可應用在移動定位、堆疊、鎖螺絲、切割、裝夾、壓入、插取、裝配、自動藥房等領域，是智慧工廠中的重要角色。
水平多關節（SCARA）機器人
這是特殊類型的機器人，擁有圓柱形座標、4個自由度，負載小、速度快，可以運用在需要快速分檢、精密組裝的領域，如IC產業、面板搬運、電路板運送、電子元件插入組裝等。
垂直多關節機器人
此機器人自由度相當高，擁有三維運動的功能，是目前應用最廣泛的機械設備，在汽車製造商、汽車零組件與電子相關產業相當常見，只是其關鍵零件—諧波減速機（Harmonic Drive）需進口，價格上較難有競爭力。
並聯式機器人
裝備上平台之三組動力結構，帶動主動臂與被動臂進行位移，並聯式機器人可搭載第四軸作為旋轉軸（末端或上平台連結）。因為構造簡單、移動路程短，可以運用在高精密控制的高速取放、篩選作業等工作，食品業、電子檢料、製藥、包裝等產業。
資料來源：http://bit.ly/2KKUBcl
台灣發展機器人領域企業
台灣廠商長年投入工具機械研發技術，已在國際嶄露頭角。
台灣長期在工業電腦、機械自動化設備、機械自動化系統三大領域佈局逐漸完整，已形成市場優勢。相關領域企業可參考圖表：
例如鴻海發展「雲移物大智網＋機器人」七大領域，上銀、銀泰、台達電等企業在零件製造領域也有相當好的產品發展，再結合政策扶植，將帶動3D視覺感測、大數據分析等應用，半導體產業迎向自動化未來。
機器人會取代誰的工作？
不過，工業4.0、工廠自動化等趨勢，對員工來說，他們看見的是：自己的工作會不會被取代？進一步的問題是：未來需要具備什麼樣的能力才能生存？
自動化的確會取代一部分的人力，人力配置上勢必會經歷一番變革與陣痛，但自動化並不是全部，機器人可以增加生產力、產品品質的穩定度、生產效率，可是人的溫度、情感、創造力，很難以機器替代。勞動、高重複性的工作交給機器，人力就可以專注在創新或是需要情感支持的服務。
而且製造業中，仍有一些機器人無法完全取代人力部分：
（1）在後端傳統人力、雲端數據分析等工作。
（2）有資深經驗的員工，調整監控、調度機器人，讓自動化生產維持穩定與品質。
過去，台灣OEM製造能力，造就許多就業機會與台積電、鴻海、和碩及華碩等標竿企業，以及堅實靈活的中小企業。然而，大量製造的利潤已經不如以往，結合機器人協作製造，轉型工業4.0智慧工廠，是再造企業高峰的一帖良方。
台灣工廠在嘗試轉型的過程中，應該具體落實以下四步驟：
自動化、省力化 ：提升測試效率與產品良率，達到精實生產 。
網路採集數據： 工業0轉型，數據的收集與研究是重點之一，機械設備本身狀態、生 產 過程、生 產 現場、市場反應的數據，都需要透過感測採集、聯網分析。
數據整合視覺化 ：整合各種數據，分析、統計，再將數據視覺化，顯示工廠實際的生產狀態。
大數據分析、預測性維護：數據即時傳送雲端進行大數據分析，及早判斷故障時間，以預測性維護提高 產能，減少維修成本 。
事實上，工業機器人領域已有許多本土廠商耕耘已久，具備關鍵技術，生產機器人機電設備、感測元件、多軸機械手臂與人機界面等等產品，協助企業轉型智慧工廠。
國際半導體協會（SEMI）將於九月舉行半導體展，將會有於機器人領域深耕多年的企業參展交流，也規劃相關講座活動，解析未來機械自動化趨勢。各企業不妨多參與相關領域展覽，能夠直接接觸協作企業，一同合作共創智慧工廠趨勢！
