工業4.0的產業模式與影響

蓬勃發展的現代科技，改變了人類的社交活動與生活方式，更牽動著企業經營與生產模式。您可以想像，未來的智慧型工廠能快速轉換製程，以同樣的成本，大量生產客製化甚至是獨特的商品，企業品牌或製造規模（即使足跡能遍佈全球）不再成為關鍵優勢，傳統的供應鏈完全被打破，產業疆界趨於模糊，新崛起的創新企業以革命性的智慧產品和智慧化的服務鯨吞市場，並以顛覆性的經營模式擊敗傳統作為，在市場競爭中勝出。簡言之，如今企業面臨的已經不是一般挑戰，而是工業4.0的全新考驗。

工業4.0的背景
　　近幾個世紀以來，因為機械化、電力和資訊技術（IT）的興起與普及，曾先後引發三次工業革命，推進了人類文明發展的重大進步。而今肇因於數據通訊技術的演進，以及電腦運算能力的大幅提升，引爆數位化潮流，從而衍生了第四次工業革命，又稱為「工業4.0」。

　　「工業4.0」不只是通過智慧工廠與智慧生產改變貨物的生產或服務的提供方式，各產業勢必也將配合產業特性與需求，各自發展出獨特的「工業4.0」。

工業4.0的關鍵應用
　　以下將針對這種新型態產業模式所具備的關鍵因素與特徵，進行探討及剖析：
1.  虛實整合系統（Cyber-Physical System, CPS）
　　虛實整合系統（Cyber-Physical System, CPS）是「工業4.0」的關鍵技術，也是目前的熱門議題。它藉由電腦、感測器（Sensors），並運用新一代網路技術以聯結各種設備、機器及數位系統，通過它們之間的溝通與相互作用，無縫式的整合虛擬及物理世界。CPS也把運算與通訊（尤其是行動通訊）嵌入實物作業程式，為實物系統添加新的智慧及能力，達到即時感知、動態控制，並提供智慧型即時訊息服務，因此許多企業已開始在CPS方向佈局，工廠4.0也因應而生。事實上，CPS 的概念已落實在許多產業領域，例如：零售業的線上線下系統（O2O）、全通路行銷、智慧家居、交通、安全、環境控制、流程控制業……等領域，為經濟、政治與社會帶來全面性的改變。
 
2.智慧型機器人與機器設備
　　上一波工業革命中，機器人已經陸續取代人工，各類型不同用途的工業用機器人不僅數量急遽成長，也逐漸變得更智慧化，更能夠適應、溝通及互動，逐步取代人類在某些特定範疇裡的工作流程，儘管在多數情況下，還需配備具有智慧型感測裝置（smart sensor）功能的人機介面和人類攜手共同執行任務，但整體而言，仍將帶來產能的大躍進，為工廠的成本結構及所需技能帶來巨大影響。

3.工業虛擬化／自動化
　　建置新工廠或在既有廠區生產新產品時，工業4.0會利用虛擬工廠或產品，進行實體量產的事前準備，任何一個流程如果先在虛擬環境中被模擬並確認過，即代表最終的解決方案已準備妥當，所有軟體、參數、數值矩陣都已被上傳到控制量產的實體機器，則實體的對應也已完成，所以虛擬工廠能夠用以進行生產設計，且很容易利用3D技術將工人和機器的互動視覺化。
 
4.大數據
　　數據資料常被視為21世紀的原物料，未來的工廠也將會產生數量龐大的數據，而這些數據將被儲存、處理並進行分析。在工業4.0的環境裡，CPS能進一步被發展用來管理並善用巨量數據（包括Advanced Analytics的應用），且利用機器的互聯性，達到機器智能化、彈性化並自動調校的目標，甚至把CPS整合到工業實務上的量產、物流、服務。這將使今日的工廠轉變為大有競爭力及經濟潛力的工業4.0工廠。同時，藉由巨量資料和雲計算的整合，勢必能導引出新型態的資訊應用模式，從而帶來智慧化的革新。

 
5.IT系統
　　現今的IT系統已成為生產系統的核心，在工業4.0的環境下，IT系統運用雲端、移動裝置和大數據協同合作。這些IT系統在所涵蓋的子系統、處理流程、介接的內外部模組及供應商與客戶的網路連線之間，將會更加緊密連結，其複雜程度也更為提高（如形成智慧型供應鏈），現實世界將因此轉變為跨區域連結各企業的一個超大型資訊系統。在工廠裡，IT系統將遵循明確的標準規範，整合軟硬體、儲存設備及周邊系統，互相連接成為CPPS（Cyber-Physical Production System），具備即時控制的能力，能依據產品特性與製程設備的感測元件進行互動，並隨著不同類型的生產製程，彈性變更機器作業程式，讓生產製程在短時間內調整完成，避免因製程變動而造成停機，藉以提昇整體設備的可用性，進而大幅提高生產效率。
 
工業4.0的影響
　　「工業4.0」的涵蓋範疇相當廣泛，包含M2M及物聯網（IOT）的技術概念。此外，隨著數位與網路科技的急速發展，也為各產業領域帶來巨大的衝擊，使企業策略與商業模式的挑戰與日俱增。以製造業而言，無論是有量產需求的獨特性商品（大量客製化），或具備獨特性的客製化商品（小量多樣），都有機會達到和一般量產制式商品相同的成本，並維繫整體產能。從目前市場上各產業領域已充斥著各項革命性的智慧化產品及服務趨勢看來，「工業4.0」對於市場的顛覆性與競爭態勢的改變已不容忽視。

　　值得一提的是，儘管在「工業4.0」時代強調智慧生產，但人類的重要性並不會亞於現在，因為人類的角色將轉為運用新思維，針對產品、系統，以及量產設備，定義量產的規則與目標，並進行相關的規劃，這是CPS系統無法取代的工作領域。

　　而在智慧化的工廠裡，工人的功能也將從傳統的機器操作者，轉變為對生產程式的掌控、調整及決策人員，以達成生產流程的最佳化，因此「工業4.0」的發展不太可能導致工廠完全不需要人力，反之，隨著知識密集與產量成長，智慧化工廠所需的勞動力專業程度將會增加，其跨產業、跨領域的能力也需要隨之提升，因此對於企業而言，人力資源的培養將是關鍵。
 
鼎鼎企管與裕勤科技的角色
　　在「工業4.0」的浪潮衝擊下，集團各產業正積極轉型，鼎鼎企管基於支援關係企業業務發展與資源共用的使命，未來將攜手裕勤科技，運用IT，結合ELECTRONICS的專業，協助各企業單位導入工業4.0的觀念及技術。我們提供的服務包括：

※藉由IT Committee、特定的論壇和研討會、解決方案體驗日（solutions day）等方式，舉辦相關議題的討論會，並展示創意產品、服務及應用範例，以協助關係企業進行宣導和教育訓練，讓各企業單位瞭解並學習工業4.0的概念及精髓，進而依據各產業屬性不同的需求，訂定客製化的導入方法與企業模式。

※提供「整體資訊及技術佈署的架構設計」、「共用式數位基礎設施／雲端／網路／大數據分析工具」、「跨企業協同合作（包括BPM）」系統、智慧型感知設備，以及「融合虛實世界的數位轉換平臺」……等技術支援和相關諮詢服務。

　　秉持IT與Electronics專業，鼎鼎企管和裕勤科技期能與關係企業緊密合作，對於集團企業的順利轉型盡一份心力，共同打造新紀元。

 

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＊【註】工業4.0參考資料：
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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