工業 4.0
什麼是工業 4.0？
又稱作第四次工業革命，於2011由德國政府首次提出，有別於前三次工業革當中延伸出的全新工業技術，工業4.0改變了工廠的運作模式，著重於整合既有工業、商業、製造業、資訊業行為，凝聚這些力量，觀察未來的變化以創造各界全新的合作方式、擬定執行策略以提升工業層級。預計在2020年開始展開新的智慧工業階段，以獲取更多機會。工業4.0中，促使資訊大量地成長，提升網路計算能力、資料分析技術，將會是一大挑戰。人機互動上的觸控面板的發展、擴增實境（AR）的應用，也是目前炙手可熱的議題。
理論基礎？
工業4.0被定義為工業數位化的階段，提出的「智慧工廠(Smart Factory)」的概念，在虛實整合系統(Cyber-Physical System)的環境中，透過工業製程、網路系統、商業邏輯、智慧型產品的溝通與連結，打造出自動除錯及自我管理的工業生產模式。透過智慧型產品與製造流程的相互溝通，打造出比以往低成本卻高品質並符合顧客期待的產品。機器、設備、感測系統與人工彼此間的溝通與連結使得整個系統互通有無，透過實體環境的虛擬化來達成資訊透明化，也透過虛擬環境來幫助人們提早預測錯誤、降低錯誤率，並有充足的時間做出精確決策，有效地解決問題。數位化也讓生產過程的彈性增大、讓生產端更容易貼近客戶端的需求，進而在可有效控制成本又不會造成額外支出的情況下達到客製化的目的。分析銷售市場上的大數據結果，也可以精確地優化模型或洞悉市場新需求，減少生產週期時間，使結果更貼近需求，消費者與生產者達到雙贏的結局。
目前有什麼例子？
德國西門子的安伯格(Amberg)智慧工廠，正是實現工業4.0其理念的例子。這座26年來空間僅維持在10000平方公尺、人手也維持在1000人上下的數位工廠，目前生產多達1000種的產品，並以其數位化和自動化的設備著稱。設備與計算機依據單以人力無法統整的大數據作出迅速又準確的判斷、中央核心電腦再妥當地管制程式設定，產線就能針對不同產品的不同規格、不同工序，迅速客製化每一項產品。由於速度快又單機多工，接到單後再按客戶需求生產，24小時內就能出貨，所以也不用大量備料和庫存，節省儲藏成本。24小時持續運作的整個工廠也僅有4分之1的工作量需要人工處理，讓員工可以專注在品質的把關上，因此才能將整體良率提升至99.9988%。能夠同時兼顧高度客製化、高良率、高生產力及高效率，正是工業4.0所能帶來的理想成果。
工業4.0有什麼機會與挑戰？
依照上述所提及的例子，將現有產業導入工業4.0，必將涉及機器取代人力的議題。工業4.0所帶來的轉型，會減少製造業在生產過程所需的人力，不過也會讓原本站在第一線手工製造的人員走向機器背後掌握指揮權，更有時間思考如何提升生產效率或如何優化產線；此外，由於生產線的數位化將可以在生產過程中透過機器收集大量的資訊，因此未來也可能會將原本專於製造技術的員工培養成為擅於分析後續大數據、應用物聯網、控管資訊安全，乃至預測未來需求的知識技術人員，各方面都是目前產業急需投入研究人才的重點發展。
未來展望
工業4.0的發想距今已經6年之久，其實各界都在努力朝著理想的藍圖推進。有朝一日，或許我們不再只是操作機器去完成指令，而是與會自動找出錯誤並修正的智慧機器達成人機一體的合作，連結製造相關元素、進行優化，以增進競爭力與獲利。而這之中所衍生的挑戰，必須在摸索的階段中逐一克服，才能在未來創造一個安全又有效率的工業4.0時代。
（文：WENDY）
