工业4.0的产业模式与影响

蓬勃发展的现代科技，改变了人类的社交活动与生活方式，更牵动着企业经营与生产模式。您可以想像，未来的智慧型工厂能快速转换制程，以同样的成本，大量生产客制化甚至是独特的商品，企业品牌或制造规模（即使足迹能遍布全球）不再成为关键优势，传统的供应链完全被打破，产业疆界趋於模糊，新崛起的创新企业以革命性的智慧产品和智慧化的服务鲸吞市场，并以颠覆性的经营模式击败传统作为，在市场竞争中胜出。简言之，如今企业面临的已经不是一般挑战，而是工业4.0的全新考验。

工业4.0的背景
　　近几个世纪以来，因为机械化、电力和资讯技术（IT）的兴起与普及，曾先後引发三次工业革命，推进了人类文明发展的重大进步。而今肇因於数据通讯技术的演进，以及电脑运算能力的大幅提升，引爆数位化潮流，从而衍生了第四次工业革命，又称为「工业4.0」。

　　「工业4.0」不只是通过智慧工厂与智慧生产改变货物的生产或服务的提供方式，各产业势必也将配合产业特性与需求，各自发展出独特的「工业4.0」。

工业4.0的关键应用
　　以下将针对这种新型态产业模式所具备的关键因素与特徵，进行探讨及剖析：
1.  虚实整合系统（Cyber-Physical System, CPS）
　　虚实整合系统（Cyber-Physical System, CPS）是「工业4.0」的关键技术，也是目前的热门议题。它藉由电脑、感测器（Sensors），并运用新一代网路技术以联结各种设备、机器及数位系统，通过它们之间的沟通与相互作用，无缝式的整合虚拟及物理世界。CPS也把运算与通讯（尤其是行动通讯）嵌入实物作业程式，为实物系统添加新的智慧及能力，达到即时感知、动态控制，并提供智慧型即时讯息服务，因此许多企业已开始在CPS方向布局，工厂4.0也因应而生。事实上，CPS 的概念已落实在许多产业领域，例如：零售业的线上线下系统（O2O）、全通路行销、智慧家居、交通、安全、环境控制、流程控制业……等领域，为经济、政治与社会带来全面性的改变。
 
2.智慧型机器人与机器设备
　　上一波工业革命中，机器人已经陆续取代人工，各类型不同用途的工业用机器人不仅数量急遽成长，也逐渐变得更智慧化，更能够适应、沟通及互动，逐步取代人类在某些特定范畴里的工作流程，尽管在多数情况下，还需配备具有智慧型感测装置（smart sensor）功能的人机介面和人类携手共同执行任务，但整体而言，仍将带来产能的大跃进，为工厂的成本结构及所需技能带来巨大影响。

3.工业虚拟化／自动化
　　建置新工厂或在既有厂区生产新产品时，工业4.0会利用虚拟工厂或产品，进行实体量产的事前准备，任何一个流程如果先在虚拟环境中被模拟并确认过，即代表最终的解决方案已准备妥当，所有软体、参数、数值矩阵都已被上传到控制量产的实体机器，则实体的对应也已完成，所以虚拟工厂能够用以进行生产设计，且很容易利用3D技术将工人和机器的互动视觉化。
 
4.大数据
　　数据资料常被视为21世纪的原物料，未来的工厂也将会产生数量庞大的数据，而这些数据将被储存、处理并进行分析。在工业4.0的环境里，CPS能进一步被发展用来管理并善用巨量数据（包括Advanced Analytics的应用），且利用机器的互联性，达到机器智能化、弹性化并自动调校的目标，甚至把CPS整合到工业实务上的量产、物流、服务。这将使今日的工厂转变为大有竞争力及经济潜力的工业4.0工厂。同时，藉由巨量资料和云计算的整合，势必能导引出新型态的资讯应用模式，从而带来智慧化的革新。

 
5.IT系统
　　现今的IT系统已成为生产系统的核心，在工业4.0的环境下，IT系统运用云端、移动装置和大数据协同合作。这些IT系统在所涵盖的子系统、处理流程、介接的内外部模组及供应商与客户的网路连线之间，将会更加紧密连结，其复杂程度也更为提高（如形成智慧型供应链），现实世界将因此转变为跨区域连结各企业的一个超大型资讯系统。在工厂里，IT系统将遵循明确的标准规范，整合软硬体、储存设备及周边系统，互相连接成为CPPS（Cyber-Physical Production System），具备即时控制的能力，能依据产品特性与制程设备的感测元件进行互动，并随着不同类型的生产制程，弹性变更机器作业程式，让生产制程在短时间内调整完成，避免因制程变动而造成停机，藉以提昇整体设备的可用性，进而大幅提高生产效率。
 
工业4.0的影响
　　「工业4.0」的涵盖范畴相当广泛，包含M2M及物联网（IOT）的技术概念。此外，随着数位与网路科技的急速发展，也为各产业领域带来巨大的冲击，使企业策略与商业模式的挑战与日俱增。以制造业而言，无论是有量产需求的独特性商品（大量客制化），或具备独特性的客制化商品（小量多样），都有机会达到和一般量产制式商品相同的成本，并维系整体产能。从目前市场上各产业领域已充斥着各项革命性的智慧化产品及服务趋势看来，「工业4.0」对於市场的颠覆性与竞争态势的改变已不容忽视。

　　值得一提的是，尽管在「工业4.0」时代强调智慧生产，但人类的重要性并不会亚於现在，因为人类的角色将转为运用新思维，针对产品、系统，以及量产设备，定义量产的规则与目标，并进行相关的规划，这是CPS系统无法取代的工作领域。

　　而在智慧化的工厂里，工人的功能也将从传统的机器操作者，转变为对生产程式的掌控、调整及决策人员，以达成生产流程的最佳化，因此「工业4.0」的发展不太可能导致工厂完全不需要人力，反之，随着知识密集与产量成长，智慧化工厂所需的劳动力专业程度将会增加，其跨产业、跨领域的能力也需要随之提升，因此对於企业而言，人力资源的培养将是关键。
 
鼎鼎企管与裕勤科技的角色
　　在「工业4.0」的浪潮冲击下，集团各产业正积极转型，鼎鼎企管基於支援关系企业业务发展与资源共用的使命，未来将携手裕勤科技，运用IT，结合ELECTRONICS的专业，协助各企业单位导入工业4.0的观念及技术。我们提供的服务包括：

※藉由IT Committee、特定的论坛和研讨会、解决方案体验日（solutions day）等方式，举办相关议题的讨论会，并展示创意产品、服务及应用范例，以协助关系企业进行宣导和教育训练，让各企业单位了解并学习工业4.0的概念及精髓，进而依据各产业属性不同的需求，订定客制化的导入方法与企业模式。

※提供「整体资讯及技术布署的架构设计」、「共用式数位基础设施／云端／网路／大数据分析工具」、「跨企业协同合作（包括BPM）」系统、智慧型感知设备，以及「融合虚实世界的数位转换平台」……等技术支援和相关谘询服务。

　　秉持IT与Electronics专业，鼎鼎企管和裕勤科技期能与关系企业紧密合作，对於集团企业的顺利转型尽一份心力，共同打造新纪元。

 

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＊【注】工业4.0参考资料：
1.KPMG：Survival of the smartest──which companies will survive the digital revolution/
2.Roland Berger：Think Act──Industry 4.0
3.Capgemini Consulting：Industry 4.0 Sharpening the picture beyond the hype



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