这并非未来，在工业4.0的时代，是现在进行式。2013年德国《高技术战略2020》十大未来专案纳入工业4.0项目，投资金额高达2亿欧元，提升制造业电脑化、智慧化，至今5年，从概念到实践，领头企业脚步飞快，透过虚实整合、数据分析使用者（消费者）决定生产方向、服务内容、创新商业模式。

 

工业4.0的目标，并非创造新颖的制造技术，而是整合现有的制造资源、销售流程、大数据，建立能够快速反应市场需求、精准生产、减少成本浪费、跨领域合作的制造产业。

 

SAP物联网资深副总裁凯瑟（Thomas Kaiser），接受天下杂志访问时表示：「技术和制造不再是重点，产品只是载具，重点是随产品而来的服务。这是商业思惟和商业模式的深度改变。」

 

未来，商业模式不是由生产者驱动，而是从买方出发，驱动研发、供应链、整个生产系统与服务。改变的速度很快，跟得上脚步，就能掌握风口。

 

何谓工业4.0？

 

工业4.0英文为：Industry 4.0，意思是「第四次工业革命」。综观工业历史，从工业1.0使用蒸气为动力，出现机械代替劳力；工业2.0以电气为主要动力，进入电气化时代；工业3.0以电脑协助人力制造，进入数位控制时代；到了工业4.0，则是以「智慧制造」为革命重点。

 

「智慧制造」是将物联网、数位化工厂、云端服务、通讯等技术紧密扣合，创造虚实整合的制造产业，彻底改变一直以来的制造思维。工业4.0的价值是利用物联网、感测技术技术连结万物，机械与机械、机械与人之间可以相互沟通，将传统生产方式转为高度客制化、智慧化、服务化的商业模式，可以快速制造少量多项的产品，因应快速变化的市场。

 

除了制造智慧化，过程中电脑也可记录各种数据，成为重要的资讯资料库，藉由大数据分析优化制造与服务流程，帮助企业创造巨大的竞争力。Google、亚马逊等网路巨头，皆擅长利用巨量数据分析，提供消费者更好的服务体验，甚至和西门子（Siemens）等专业智慧型技术企业进行跨领域结合，开创工业4.0领先趋势。

 

整体而言，工业4.0是连结虚拟与现实的桥梁，让制造过程高度智慧化，逐渐成为制造主流。

 

工业4.0与过去工业发展的差别？

 

在过去传统工业1.0-3.0的时代，是以大量制造降低成本，再大量贩售的商业思维，然而随着网路技术发展浪潮，资讯快速流通，市场追求新颖、独特的产品，传统大量制造模式已不一定适用，加上人力成本日渐高涨，对企业来说是庞大的负担。而工业4.0结合网路与机械，生产快速、产品多样化，让企业降低制造成本、提升竞争力，才能因应多变的市场需求。

 

工业4.0影响了什么？

 

工业3.0时代，广泛应用电子与信息技术、资料库系统、模具，让制造过程自动化，设计、制造、组装、分析都在电脑系统中完成，大幅度提高研发效率，降低生产成本。以工业3.0电子信息化为基础，连结与优化是工业4.0的核心精神。

 

连结制造相关元素，进行优化，大量运用自动化机器人、物联网感测、供应链互联、销售及生产大数据分析，人机协作优化生产流程，提升生产力及品质，以增进企业竞争力与获利，达到单一批量只有一件也可生产的客制化目标，进而提高消费者的互动黏着度。

 

例如，过去知名运动品牌如NIKE、PUMA等，一向是以替运动明星开发专属商品，拉抬品牌知名度，然而， 2012年NIKE推出客制化运动用品服务，消费者可上网选择自己喜欢的鞋子材质、颜色、花样等，鞋子就会送到家中。就是工业4.0实践高度客制化很好的例子。

 

工业4.0分为三大项目：

• 智慧工厂：研究生产系统及过程智慧化，以网路连结生产设施，人机协作、提高效能。智慧工厂最重要的目标，是「批量一件也可以做」的高度客制化需求，要达到此目标，仰赖边际运算、人工智慧、数据分析、感测系统等技术，例如ERP、MES等系统架构，结合网路连结机械设备与人力，并配合人工智慧、边际运算与数据分析辅助，让制造流程最优化，将传统工厂从「自动化」中数位转型。

 

• 智慧生产：智慧制造指的是应用网路、感测等技术，分析数据后建立一个从原物料、产品制造、企业经营、包装配送等自动化供应链。让企业提升整体生产物流管理、人机互动以及3D技术的生产应用能力。此项目特别注重中小企业，让中小企业从智慧生产技术中受益，进一步成为工业生产技术的创造者和供应者。

 

• 智慧物流：智慧物流，指的是以资讯技术为基础，在物流过程中的运输、仓储、包装、搬运、加工、配送等环节，建立感测系统，分析资讯、即时调整，也通过网际网路、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，不仅降低成本，也让买方能够即时获得订购商品，符合网路发展浪潮，让物流业自动化、网路化、可视化、即时化，实现物流规整智慧、发现智慧、创新智慧和系统智慧的目标，有利于降低物流成本、控制风险，进而达到提高环保效益与配送效率的效果。

 

工业4.0所需要的技术基础

 

发展工业4.0，转型智慧制造，需要以下三大基础：

 

一、物联网（网际网路）

自动化系统必须透过RFID辨识技术、红外线感应、光线扫描、定位系统等技术，连结所有物品，让彼此之间讯息能够交流，建立智慧识别、定位管理的工作系统。

 

物联网技术已受到国际间高度关注。美国将此列为经济与国安的关键，规划以物联网、云端运算为核心的「智慧地球」计划，受到政府大力支持。在台湾，物联网逐渐应用在产品制造、节能减碳、品质管理等面向，例如设备监控、原料库存等领域，都得到良好的效果。

 

二、云端运算

云端运算是一种可以随时随地配置资源的公共空间，能够以最低成本管理、使用，大致分为三类：公共云、私有云、混合云。

目前在工业设计、工业模拟、线上软体、数据中心等需要大量运算能力的领域，有很好的应用机会，例如模拟汽车碰撞、虚拟装潢等，企业不用购买昂贵的软体，只需要支付平台商服务费用，即可使用如CAD、CRM等软体，替企业节省可观的成本。

 

三、大数据

随着科技发展，数据资料量呈现爆炸性成长，电脑的处理能力也远超过人类所及，因此大数据成为产业发展的显学。数位化的时代，人的一举一动都会留下数据，因此从数据中可以窥见人类行为模式，从中找出市场需求，成为企业未来提高竞争力、创新力与盈余的关键。

 

不只是企业重视数据分析，政府也同样明白其重要性，例如美国政府编列预算，以适当的政策协助产业发展Big Table、商业智能、云计算、Cassandra、数据仓库、数据集市、分散式系统、 Dynamo、GFS、Hadoop、HBase、MapReduce、Mashup、元数据、非关系型资料库、关系型资料库、R语言、结构化数据、非结构化数据、半结构化数据、SQL、流处理器、可视化技术等大数据分析技术。

 

而在这一波工业4.0的浪潮下，企业与政府正共同努力，持续朝数位转型的方向前进。结合物联网、机器人、感测技术、数据分析的智慧工厂一一成立，延伸到「智慧物流」、「智慧服务」，带动产业升级。

 

未来，企业在AI人工智慧、边际运算与数据分析的辅助下，整合资讯、优化供应链、跨产业合作创新，提供消费者更好的体验，也扩大产业市场，预计到2020年，智慧制造的整体市场规模将会超过3,200 亿美元，尤其是工厂数位化、用户体验、人工智慧，将是最被重视的要素。

 

工业4.0应用，如何改变你我生活？

 

「SoLoMo」，意指Society（社会的）、Local（在地的）、Mobile（移动的），整合虚实信息，提升产品价值，就是工业4.0的产业模式。例如：生产老人防走失器，透过互联网的平台，可以远端定位和观察使用者动态；或是将住家与工厂的监控系统与手机相结合，从手机上就能实时收看所有监视器情况等，都是很好的应用实例。

 

再以自动化工具机工厂为例，传统制造流程里，工程师先藉由电脑辅助编写程式，传送到制造工具机，工具机便开始作业，但若是过程中出现故障，必须依靠人力排除才能继续作业，无形中浪费许多人力与时间成本。而在智慧工厂中，透过云端系统、资讯分析，可以即时侦测刀具的破损及负载异常，提早发现问题、及早排除，剩下维修的时间、金钱与人工成本；也能在工作人员设定好排程后自动开始作业，透过温度的系统监控品质、缩小误差，提升产品的精确度。

 

但是，有些工厂虽然已有机械自动化设备，但是距离工业4.0，仍有一段差距。原因在于，工业4.0的重点是强调人与机械的沟通、机械与机械之间的智慧结合，创造智慧化的生产链，而非只是用机械取代部分劳力，若生产流程无法因为机械设备的辅助而变得更灵活、快速、有弹性、并收集相关资讯，那并非工业4.0的价值。

 

例如，由机械手臂取代某生产线上的装配劳力，但若因市场需求而扩张、缩减或更换制程，机械手臂必须能即时切换且不影响交期，才是工业4.0成为未来趋势的原因。

 

另外，机械功能的多样发展，也是工业4.0的重点之一。机器人可依照需求拥有视觉（摄影）判别功能，可判读颜色、形状、位置等资讯，加上手眼整合、连结物联网、感测器，就能精确完成装配拣选的工作，对于3C产业、加工或食品业来说，是提升竞争力的方式之一。

 

人机互动的安全，也是工业4.0所重视的价值，其安全措施包括碰触即停、发出声响警戒、让工作人员及时动作调控等。在机器人中安装感测器，侦测工作中的异样，并将资讯回传至云端，预防故障，使人机工作可以更有保障。

 

工业4.0如何带动企业成长？

 

未来市场会变成什么样子？根据统计，2025年，全球75%的劳动力是千禧世代，人口老化加上少子化，所以劳动力减少，而制造数位化有助于千禧世代投入，机械人也可以替代部分人力，人力短缺的问题就可以得到解决。

 

另外，在全球化的影响下，预估2030年企业产品出口量会是目前的3倍，开发中国家甚至成长4倍，科技就是幕后推手，自动化系统、智慧工厂有助于降低跨国贸易与制造流程管理的挑战。

 

智慧工厂是趋势，包含几个特点：

1. 感应器会装设在工厂内所有设备、物料、半成品、成品中，除了监控生产过程，也可以记录所有数据，加以分析，借以提升生产品质使消费者产生信赖感。
2. 大量使用机器人自动化生产，结合IT进行即时品质监控取代传统人力监控，减少人力成本、提高效能、稳定品质。
3. 全面自动量测（AOI、ATE、机器手臂等）进行细微的校准调整，也可以因应订单的改变即时制造产品。
4. 利用现场监控系统，采集大量生产设备及产品资料，传送到云端伺服器，透过Big Data分析，提高决策的正确度。
5. 累积大量消费者数据，分析了解客户习性、预测客户需求，商业模式从B2C走向以客户需求为起点 ，「多样少量」C2B的客制化生产与销售，让客户回流。

 

市场瞬息万变，智慧工厂让企业能够快速应变、满足市场需求，以日渐优异的资讯科技、云端营运管理技术，改变传统商业模式思维，提升竞争力与市占率。

 

工业4.0的发展影响是长远的，为因应快速变化的市场，许多企业选择将制造工厂设置在靠近客户的地方，可以挖掘更多需求，即时作出反应、提供客户所需要的服务。因市场对生产线的弹性需求大增，如何让机器人工作流程更加顺畅、快速是企业在转型智慧工厂时，必须思考的问题。

 

另一方面，智慧工厂可以24小时持续运作，大幅降低制造成本、取代廉价劳力，加上感应器可以在过程中收集大量数据，透过演算法分析可以大幅优化流程，提升生产效率。加上物联网让企业重新思考工厂设备之间的架构，企业如鸿海、甲骨文、西门子等国际知名大厂些在积极布局，全力发展工业机器人、自动化，以及智慧工厂。

 

总结工业4.0带来的影响，对亚洲地区而言，过去低价的人口红利已渐渐失去，传统压低人力成本的制造思维已不适用，必须寻求其他替代方案，建立更有效率的生产方式，来承接需求多样的订单，因此机器人、自动化生产、智慧工厂逐渐蓬勃发展，出现各种创新的应用模式。

 

半导体产业如何转型工业4.0思维？

 

工业4.0是高科技与通讯技术的结合，让生产部门得以拓展，回应日渐复杂的市场需求，因此相关的技术与设备就非常重要。大多数的半导体企业，都有潜力转化为自动化工厂，或是透过加装简单的设备就能建立自动化系统。但是，半导体企业若只是延伸其感测器与其它半导体元件的范围是不够的，现有产品的范围必须要以通讯和低功率微处理器技术予以扩展。

 

另一个转型关键，就是必须具备新思维。维持硬体利润越来越困难，企业要思考的是，如何创造其他优势赚取利润？麦肯锡管理公司提出有助于硬体公司转型软体思维的建议：

 

• 高阶领导人必须将企业转型纳入营运策略中，带领团队制定完整计画。软硬体团队必须沟通协调，对于目标、时间表、须具备什么功能等等事项有共识，了解彼此的进展。
• 发挥硬体优势与软体价值，认清现有的优势与危机，例如忠诚的客户、专利技术、品牌形象尚未建立等等，从中挖掘新的价值或制定新的定价策略，例如：使用固定订阅服务，定期向客户收取费用，无论他们使用软体多久或接受升级等，并提供吸引客户的诱因，引导客户购买。
• 招募不同领域的人才。聘用不同领域、经验丰富的领导人，结合其他产业的专长技术，较有机会创造出独特的优势。要转型成功，公司必须要调整组织架构，而不是期待员工们改变工作方式 。

 

 

 

 中国数十年的爆炸式发展，中国将人口红利发挥的很好，已具备完整的工业制造系统，然而过去以代工为主的商业模式，处于中后段的产业链流程，利润与技术较低，市场很容易被其他崛起的新兴国家取代，加上资源消耗巨大与污染问题，中国必须发展工业4.0力求转型、突破困境。

 

 

中国在高科技产业人才丰富，是唯一拥有所有工业类别人才的国家，也是全球最大的需求市场，具有大量生产的能力，成为发展工业4.0的优势。