【發現台灣製造業新價值】工業 4.0 改革潮,是台灣再次運用製造業優勢接軌世界的機會

相關圖片面對數位化、生產線需求的改變,站在最前線的台灣製造業者都感受到這股迎面而及的浪頭了。產品的生產開始往少量化、客製化邁進,要做到彈性生產,依靠的是智慧化軟體升級,工業 4.0 浪潮因此開啟。當製造業龍頭都開始關注工業 4.0 的技術發展,製造型企業若不開始思考 數位化轉型 ,就等於在慢性自殺。

BMW 超威,全自動化生產線組裝汽車就像做玩具一樣簡單

舉個例,BMW 做出了無人的車子工廠,不是無人車工廠,是沒有員工站在生產線上的製車工廠。整條生產線,可以用「順暢無阻」來形容,徹底顛覆以前生產線就是要千人起跳、每個人都在做重複動作的傳統想像。從組裝、烤漆到跨部門的運送,整條生產線上沒有看到一個人,甚至會產生一種錯覺是「原來造車可以像做玩具一樣簡單」。那麼人在這間工廠的角色是什麼?其實只是操控機器的資訊,以做出即時決策。

驅動這整條自動化生產線的製造業升級概念,就是工業 4.0。整合過去 20 年資訊數據分析的軟體科技演化成就,工業 4.0 轉型的核心價值並不在技術端,而是思維上的根本轉換。 工業 4.0 背後的精神,是分散式決策,各組織或單位依據足夠的資訊來合作。 因此,部門之間、員工與機器的互動模式也將因此改變,對於整個企業的組織結構帶來極大的變動。

製造業要如何成功數位轉型,進入「智慧工廠」的行列?
工業 4.0 的浪潮,你,不能缺席

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講了這麼多,到底怎麼定義工業 4.0 ?

根據 維基百科 的基本定義,工業 4.0 又被稱為第四次工業革命,是現在工業製造科技中自動化與數據使用的趨勢,其包含了網宇實體系統(cyber-physical systems)、物聯網(Internet of Things)與雲端計算。

工業 4.0 創造了所謂的「智慧工廠」, 將所有工業相關的技術、銷售與產品體驗統合起來,透過智慧整合感控系統,建立一個有感知意識的新型智能工業世界,並做出去中央化的決策。 使用物聯網技術,聯網實體系統(即為各種偵測、感應裝置)之間可以互相傳遞訊息,也能與人及時溝通、合作,物聯網同時也讓價值鏈(Value Chain)中的相關人獲得內部與跨組織的服務。

未來台灣的工廠,都要變成智慧工廠:機器自動自發做事情,人員只負責重要決策

台灣在全球製造業產業鏈中,憑藉著 OEM(代工製造)與 ODM(代工設計製造)的多年累積,具有不可代換的實力基礎。也因此,面對工業 4.0 的浪潮,不論規模都必須了解智慧化工廠轉型的實質意涵。建造一個智慧工廠,人與機器高度協作的工廠、自動化的工廠、充滿數據資料的工廠,必然會是台灣硬體產業必走的轉型之路。

在完美的工業 4.0 烏托邦世界裡,透過物聯網的控制,智慧工廠能自行管理生產鏈、物流與程序,互相整合的系統在機器、資產、程序與物品之間建立起互動的橋樑,智慧型機器與裝置可以利用校正程序避免意料之外的失誤。

停機時間成為過去,浪費與瑕疵被減少,每個機器、部件都完美無缺地互相配合。工廠中的所有手持裝置,皆能隨時報告所有大型裝置的狀態,每個人都能取得即時且可應對的資訊。穿戴性裝置將追蹤員工定位資料以防意外發生。一個全球性的科技團隊將分析即時大數據,確保特定部件的採購與補足。除此之外,智慧工廠能達到的,將會是整個人類生活的型態轉變,這是資訊科技帶動的工業革命歷史中,全新的里程階段。

過去的工業革命受蒸氣推動,現在的工業革命全靠網路

「物」是什麼?是一組感控設備系統,置入於各種裝置和電腦中,從內部連結這些機器。不過要建立一個智慧工廠,單純擁有物聯網技術與設備是不夠的。

想要從傳統工廠進步到智慧工廠,其實有四大步驟:

智慧工廠第一步:讓設備和機器開始「說話」

根據 Factora 的 COO Andrew Waycott 所言,智慧製造將產業的重點從「設備在做什麼」,轉移到「設備在表達什麼」。他指的當然不是工廠中的機器會講話,而是這些機器會提供各式各樣的數據,提供管理者與員工做出大大小小的決策。

從你的機器上搜集到可使用的數據後:

1) 分析數據,用之定義部件缺損、監控材料品質與存貨目錄,追蹤效能問題,並推動省時並帶來獲利的機會。

2)將觀察變成行動。

3)大數據與雲端計算等技術能提供管理工廠方面的深入分析。當然,你需要一些進階工具來儲存與處理這些數據。彈性化、大型化且划算的雲端儲存空間可以用來獲取這些資料。

4)接著,精密的軟體將被用於分析結果,讓決策者將數據轉換成改革性的計畫。

智慧工廠第二步:布建感測裝置,連上數據分析的世界

若你擁有的是一個具備老舊機械的傳統工廠呢?著手改造它吧。在過去幾十年間,只有製造工業大佬有能力與心力去購買、連結感控裝置並分析結果。現在,感控科技的價格已經降到一個程度,任何大小的執行計畫皆能更新、升級、改造,為數位自動化做準備。

成為智慧工廠的過程並非一蹴可幾;換句話說,工業 4.0 製造產線智慧化的佈建不再只是大型工廠的事,中、小型企業工廠更要加快腳步適應新局。

智慧工廠第三步:迎向前所未見的創新商機

許多國際大廠如 Bosch、Cisco 等已經投入物聯網智慧工廠策略的品牌都正在從中獲得各種好處,如增加競爭力、效率、產能等。要最大化智慧工廠的成功和效果,就要認知到這些實質與虛質的益處。

  • 增加針對生產線的觀察,協助在問題發生前著手解決: 品管被改進,設備可被追蹤,維護、修復與其他計畫可被最有效地使用。
  • 智慧供給鏈管理:RFID 標籤等感應裝置讓管理者追蹤並監控物流及程序自動化。
  • 降低總體擁有成本: 更低、對環境更友善的間接成本。
  • 智能電網的安裝以及科技進步改進能量消耗、物聯網 HVAC 與負載均衡。這也代表更少的實地服務需求,優化遠端監控與診斷,以及更積極的設備維護與修理。
  • 增加收入: 綜合以上,智慧工廠優化帶來更好的成果、新的商業機會,節省成本並提高利潤。

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工業 4.0 將如何改變現在的商業模式:從區塊鏈技術思考

除了工業 4.0、智慧工廠之外,做為一個提供資訊透明化與確保資訊安全的分類系統,區塊鏈的開發也能大幅改善生產線。區塊鏈最直觀的運用範例是,將產品資訊登錄於區塊鏈的分類裡,作為能辨識的交易項目,再加入如價錢、日期、地點、品質、產品狀態等任何與生產線管理有關的資料。

區塊鏈絕對有潛力能改變並破壞我們現有的生產、行銷、購買與使用產品的方式。它所帶來的生產線透明化、可追蹤性與安全度,加入工業 4.0 的技術後,絕對能將我們的經濟變得更安全、可靠,並且杜絕一切可疑的商業運作手法。

工業 4.0 改革潮,是台灣再次運用製造業優勢接軌世界的機會

當全世界的製造產業越往智慧化發展,製造業就越要將合作伸向全球,並充分擴張企業願景、技術、試點項目、測試平台與建設。在 2015 年秋天,德國「工業 4.0 平台(Platform Industrie 4.0)」的代表與工業物聯網聯盟(Industrial Internet Consortium,IIC)在瑞士蘇黎世會面,探討他們兩者資訊架構之間潛在的整合可能性,其中工業 4.0 平台擁有 Reference Architecture Model(RAMI 4.0),而工業物聯網聯盟則是 Industrial Internet Reference Architecture(IIRA)。

德國的工業 4.0 平台由政府、企業與貿易同盟人員組成,意旨推動製造業的計算機化與支持其在德國的實施,是德國能維持生產大國地位的主要推手之一。工業 4.0 於近期被擴張到投入於系統安全、工作與教育訓練,以及法律糾紛的領域。

工業 4.0 平台與工業物聯網聯盟之間的會面十分成功,兩者所擁有的模型系統自然而然地互補彼此的不足,也與彼此產生許多直接的連結,更讓人看到清楚的未來計畫方向。除此之外,這兩個團體也討論了測試相關的設備與平台、標準化作業,以及工業網路(Industrial Internet)的架構與商業成果。

圖片來源:研華官網、中央社、 liewcf, CC licensed, Google Maps

工業 4.0 改革潮,對掙扎於產業升級瓶頸的台灣來是,是再次運用製造業優勢接軌世界的機會。

台灣以海島國家的小市場之姿征戰全球,台商製造業者之所以能夠在全球搶得競爭優勢,過去憑藉的是優異的製造技術與製程能力。以鴻海為例,從台灣起步,成為全球巨型製造業龍頭,上與頂級品牌商如蘋果電腦連接,下與千萬中小企業連接。因此,當自動化工廠從傳統的自動操作往聯網機器人升級時,鴻海也是全球少數大量採用自動化聯網智慧機器人工廠的製造業先行者,鴻海也因此會是工業 4.0 的定義者之一。

因為深厚的製造業供應鏈經驗,台灣是世界上生產工業電腦密度最高的產製中心,工業電腦正是工業 4.0 智慧化工廠演化過程中的種子技術之一,多重因素,讓台灣成為工業 4.0 演化過程中的優勢競爭者。在這個優勢下,台灣更需要掌握時機,順著工業 4.0 的世界浪潮頂端前進,及早參與,再一次接軌世界。

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資料來源:
 Wikipedia Industrial 4.0
 Industrial Internet Consortium Smart Factories: a Symphonic example of the Industrial Internet in Action
 TechCrunch Blockchain has the potential to revolutionize the supply chain
 圖片來源: 研華官網中央社liewcf, CC licensed, Google Maps, cortto, CC licensed ,本文開放合作夥伴轉載。

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