自德国于2013年将“工业4.0”(Industry 4.0)纳入《高科技战略2020》的十大未来项目以来，更高效的制造便成为市场显学，同时“智能制造”也成为所有制造业追逐的方向及目标。
然不少制造商仅一味的导入自动化制程、机器人、人工智能(AI)技术等，便自许已成功数字转型，却不知失之毫厘、差之千里。智能制造，是将物联网(IoT)、数字化工厂、云端服务、通讯等技术紧密结合，其价值是利用物联网、感测技术连接机械与机械、机械与人之间，将传统制造方式转为高度定制化、智慧化、服务化的商业模式，以因应瞬息万变的市场。
在未来工厂中，理论上所有装置、设备都可侦测周遭环境并相互协作，以实现去中心化决策。而预期要达到这样的转变，很大程度将仰赖于5G网络的基本功能。
随着工厂装置数量越来越多且更为先进，灵活敏捷的基础设施必要性便成为智能制造热议的话题，业者也逐渐意识到必须导入能够快速连接、随意重新设置的高速网络重要性。
未来智能工厂将满布传感器，各自监测工作场域周遭环境，且相互交换分享信息，让工作人员能实时了解估做场域、产线的概况、进度、使用率等；为此，5G自然成为工厂进行无线网络部署的最佳选择。
据安侯建业联合会计师事务所(KPMG)研究指出，制造业将是率先开发出5G真正潜在价值的产业之一。支持5G网络的智能传感器将加速自动化流程，让机械设备可透过侦测产线实时状况，判断是否继续流程或暂停；这些传感器也可实时评估生产线零组件质量，降低重制成本。透过AI规划、边缘运算、低延迟高频宽、连网机械、AR和综合物流的统整，5G具备改变制造商作业模式的潜能。
工厂内部署短期内跟不上脚步
不过，并非所有5G网络都适用于智能工厂，只有高频谱的毫米波(mmWave)才能够真正释放5G的全部潜能。毫米波指的是借于24GHz~39GHz内的频段，可提供800MHz的频宽，延迟低于1毫秒(ms)。
但就目前应用来看，毫米波更像是“大频宽高速网络”，让终端装置能够享有更高速传输，却尚未实现5G真正的功能及潜能。
国家仪器(National Instruments)总监David Hall表示，目前多数部署的5G都是sub-6GHz的中频谱网络，并认为短期内在室内部署毫米波难以实现。尽管毫米波技术前途似锦，但仍有些挑战待解决，如最适当部署地点必须是完全空旷范围，另外能源效率也是另一大症结点。
sub-6GHz技术自1983年起便已开始发展，但毫米波则是这几年才开始发展。鉴于毫米波方向连接特性，波束成形技术特别重要，而这项技术仍在开发中。
就理论上来说，在工厂内部署毫米波5G确实能够将所有传感器、机器人装置系统连接并实时作出决策，将比传统Wi-Fi快上数倍、延迟更低。但就实务上来看，毫米波的穿透性极低，而波束成形技术尚无法解决如工厂内诸多障碍物阻碍讯号的问题。
要真正实现理论上的毫米波5G以连接大规模自动化装置，必须要开发出物联网等级、低成本的毫米波无线电，但就目前来看，市场上并没有相关的装置在开发或测试中。
云端操控、AR作业、大数据实时分析
前面说了很多5G可提升制造业生产力和营运效率的展望，绝非空口说白话，而是真正可落实到实际应用上，例如透过云端来进行远端机械操控。在过去，自动化工厂必须在机械实体安装可编程逻辑控制器(PLC)并与网络计算机连接，以确保在极端环境中仍然能够精准、可靠的操作机械；但若5G能够达到理论上的效能，PLC将可安装在云端上，同样能够达到实时精准操控，还可省下现场安装的高昂成本。
另一个可借由5G实现的则是AR。任何工厂都会有一些复杂的维护或设计作业必须执行，而过去大多是查阅手册、观看教学影片来学习、操作，但如今可进一步借由AR装置来进行。尽管此前在4G时代已开始使用相关技术，但受限于频宽、网速，不仅画质不佳且断断续续；相较之下，5G将可直接把教学影片带到使用者眼前，且不会断续，让人员能跟着步骤完成作业。
此外，透过5G也可实现云端实时人工智能(AI)分析。当厂区摄影镜头捕捉到任何异状时，远端云端AI能实时进行影像分析，判别情况严重程度，并实时远端解决、或派遣人员前往现场处理。同样的，在工厂内庞大规模的传感器所搜集到的大量数据也必须经过实时分类、分析、处理，并借由5G实时传送给相对应的单位、装置或人员。
5G改变制造业游戏规则 未来投资有增无减
IDC曾指出，制造业和运输业在IoT的年度支出要高于所有其他产业，但预期制造业在未来几年都将持续在IoT投入大量资金，旨在更佳管理所有装置、设备产生的庞大数据和信息，也因此必须仰赖5G的容量和网速，以连接更多传感器、装置，更好的了解整个供应链状况。
5G也将成为催化机器人功能的关键。鉴于5G可发挥边缘运算能力，所有数据更接近来源；再加上5G的高网速、大频宽，将推动创建小型、平价且不受限的机器人。例如目前在车辆制造已大量导入协作机器人已进行风险较大的组装作业，并可视需求随时进行设定更改。
毫无疑问地，5G不仅是重大的移动技术革命，更改变了制造业的游戏规则；从生产力到更灵活运用的劳动力，5G都具备改变整个产业的潜力。尽管对制造业来说，要等到5G涵盖达到全国范围还要再等几年，但却必须现在就开始着手进行相关部署，建立起适当的环境与基础建设，以利在导入5G后能够迅速开始运作。
展望未来，5G智能工厂将带来全连网的制造体验，从大规模装置连接和创新技术经验，到全自动化生产和灵活性网络。借由5G网络，制造业将可大幅提升生产力、营运效率及作业安全性，为业者创造重大利益。
