工業4.0為全球製造業大勢所趨，據工研院報告指出，2015年全球製造領域內的物聯網市場規模約529億美元，預估2020年將成長至1,332億美元，年複合成長率約20.3%;工業用感測器產值也由2016年的25.4億美元成長至2020年的40.5億美元。
物聯網時代，感測為王，一切資訊都要透過感測器來感知、測量、收集數據。物聯網想要走得遠，端看感測器的發展程度，無論是RFID、電壓、溫溼度、氣體等環境感測器，或是安防領域的各種影像、熱感、紅外線、室內定位、警報等感測器應用，甚至機器間的資訊協作、量測、分析到控制，唯有靠這些感測元件來建構IoT的眼耳鼻舌與四肢，才能完成大數據雲端資料庫的即時蒐集、擷取、運算、分析與數據智慧化，而這兩者正是構建置慧工廠不可或缺的關鍵基石。
資料蒐集落實廠房監控管理
以科技廠房來說，提升產品良率是其第一要務，即使只是改善1%的製程都願意積極嘗試，畢竟人為錯誤是造成良率下降的最主要原因。例如，在工具機上內嵌可偵測馬達負載、轉速、聲紋、震動、電流等各式感測器，讓機器設備具備智慧蒐集資訊的功能：當機器手臂牙叉（Fork）組裝精密元件時，能精準穩定地感測其軸向的微小力道，掌握卡匣取放時的受力變化，提供邏輯判斷、找出瑕疵品。而當機器設備老化，導致不預期停機或故障，藉由感測器來擷取各種環境資訊，包括溫溼度、酸鹼值、氣體、粉塵等，分析、判斷其作業環境的耐受度，以達到防患未然的功用，讓生產線得以順暢運作。
另外，工業機器人作為未來重要的生產工具，首當其衝便是人機協作。當人與機器同時合作，更需要加裝許多感測器以具備人機協同感應機制，去確定其運作方式不會對人產生危害或影響，從機器手臂的位置去定位每個位移，透過更智慧的安全設計掌握機器手臂週邊狀態;當人員進入共同作業範圍時，手臂會自動減緩速度，待人員離開後，再恢復原始速度，如此即可在不中斷作業的情況下，強化人機協作的安全性。而搭配定位追蹤感測器，便能夠確認作業中的人員或其他生產相關設備都在正確的位置，藉由追蹤這些人員和物件，以及兩者的互動狀況，管理者即可全盤監看生產流程，並依此判斷什麼時候、哪段流程需要調整。
其實，廠房之所以透過各式各樣的感測器來監測數據，無非就是想掌握生產品質，達到某種製程條件。藉由製造過程中的數據採集，將能進一步運用後端平台運算做大數據分析，幫助企業獲利。
大數據分析提升競爭力
誰能快速反應市場變化、生產多樣化產品，誰就是贏家，而大數據即是能加快決策速度、預測未來的最佳應用。數據採集永遠是廠房智慧化的重點，但若資訊未經過處理，只是浪費儲存空間的無用垃圾，必須透過虛擬資訊與實體系統（Cyber-Physical System）的結合，將數據傳到雲端進行儲存、分析，形成決策，進而再回過頭來指導生產。依據長期量測、統計與分析生產過程的相關數據，當有製程品質逐漸偏離、設備精密度變差的情形時，便可提早進行預防性保養、維修，甚至發展成先進設備控制的預警系統，達到自我監測和預測功能，以維持產品製程穩定性、提升良率。
大數據的實際應用，可以郭台銘的「關燈工廠」為例：富士康通過物聯網技術，累積多年生產線上的各種機台數據，並利用影像辨識和機器學習等技術，為這些機具設備連上神經與大腦做大數據分析，得出生產環節中每一個製造流程的結果;加上各種智慧感測與傳感網路的導入，便可做到讓機器獨立自主運作，在黑暗中也能完成生產。
曾替台積電打造智慧生產的清大教授簡禎富亦曾說過，「談工業4.0，關鍵在數據背後的決策優化。」在智慧製造的流程中，機器人並非要完全取代人力，人所扮演的角色不再是勞動工作的「操作者」，而是晉升到經由後端的大數據分析來下策略判斷，成為生產過程的「設計者」、「決策者」以及流程的「管理者」。
虛實整合創造企業價值
辨識與分析是安全及生產極為重要的一環，而感測器與大數據則是幫助實現智慧製造的核心技術。藉著廠房內遍布高精密、高穩定度的感測器捕捉所需資訊，拉進軟體平台建立工業物聯網系統，再運用大數據分析完成虛實整合，預測系統設備的性能與未來，提高風險控管的透明度與效能，最終達到零故障、最佳化生產的目標。
如何以創新思維善用物聯網，以實時（real-time）監控及大數據預測技術，自主優化生產環境的資源配置，將是科技產廠房的致勝關鍵，更有助於台灣提高國際競爭力，開拓全新的市場機遇。
政府與產業界投入感測器&大數據分析概況
政府資源
• 經濟部號召中研院、資策會、精機中心等財團法人單位，做感測器所需相關技術研發。
• 國研院研發「感測晶片高速整合技術」，推動「物聯網感測器服務平台專案計畫」，建構感測器原型驗證平台。
• 科技部爭取107∼110年每年投入10億元於「前瞻晶片系統及半導體設計」。
• 工業局結合法人、公協會籌組大數據產業服務團， 優先導入製造業、交通運輸、電子商務運用。
廠商投入
• 台積電、聯發科、鴻海、瑞昱、聯詠、上銀科技等半導體及科技大廠皆投入開發感測元件。
• 鴻海於富士康貴陽新廠打造為數據中心示範基地。
• 台積電發展大數據分析系統，作為營運及生產管理的策略工具。