編者的話｜工業資訊學

學術界有一個領域，叫做：工業資訊學Industrial Informatics。根據電機電子工程師學會的定義，它是一個探討工業環境中資訊學理論與應用實踐的學門。其研究的範圍包括集中式、分散式、協作式之工業自動化和控制系統中使用資料與資訊科學，對準的議題包括基於產業知識和人工智慧的自動化、智慧型計算控制系統、靈活的協同製造決策、智慧車輛和機器人移載技術、機器視覺、動態感測感知、工業互聯網的軟體與硬體、聯網即時性嵌入式系統、工業運作安全與資訊安全、機對機和人機互動操作性等課題。工業大數據、工業互聯網、工業虛實整合、工業元宇宙都是關於工業資訊學中很夯很火紅的科技技術關鍵字詞。在工廠場域，為了完成生產產品的數量與品質目標，通常是利用工具機進行製造加工任務，並且適時地使用機械手臂或者移動平台轉移工件位置以及改變工件姿態。在整個生產製造過程中，具備某項機械功能的機器，可以說是最主要的核心元素。在過去，當一個機器被設計之時與製造出來之後，其功能與功效就已經被設定好了。接著需要仰賴具備工藝經驗的工匠師傅職人，才能將該機器的性能與產能發揮到淋漓盡致的地步，甚至有可能超越該機器所能提供的規格極限。近期，隨著感測技術的進步以及工業互聯網的建置，大量的工業數據可以以低成本與便捷的方式被收集與分析，進一步實現了多重資訊融合之後，再藉由高階計算平台極快速計算出無窮多個解決方案，經過與實際量測數據比對之外，挑選出符合當下條件的最佳解決方案，可以超前預測每一個生產步驟的運作模式與成效品質，精準地整合虛擬模擬成果與真實量測成效，建立完整的虛實整合數位雙生生產製造系統。讓一個機器從原本單純的機械功能，藉由工業互聯網的收集與分析各項工業大數據，結合快速軟體模擬與動態高階計算，進而建立完整的工業虛實整合運作模式，讓每一個生產過程都可以獲得精準預測與完美修正的生產目標，達到多重工業元宇宙的製造願景。本期機械工業雜誌的主題為「智慧精密機械」，收錄文章所探討的課題，從訊號分析與量測識別、軟硬體整合、數位模擬雙生系統、到控制架構、操作模式、沉浸式互動、網路通訊、資訊安全等，為建立智慧工廠與工業元宇宙所需的軟體計算、資訊通訊、硬體互動與資訊安全，提供工業資訊學專業與深入的論述。