工业4.0正式启动 市场竞逐激烈加剧

2016/10/03 - DIGITIMES企划

面对全球激烈的市场竞争，制造产业外移的压力，愈来愈短的产品生命周期，以及来源短缺成本却不断攀高的劳工需求，各国纷纷提出制造业发展解决之道，其中又以德国提出的工业4.0(Industrie 4.0)最受瞩目，从机械动力带动工业1.0、活用电力的大量生产带动工业2.0、活用电子进行生产自动化的工业3.0，工业4.0则是依靠资通讯技术。

其中较为重要的技术包括大数据撷取(Big Data)、云端服务器(Cloud Computing )、虚实整合系统(Cyber-Physical System；CPS)、增情境(Augmented Reality；AR)及协同型机器人(Collaborative Robotics)等，带动智能制造乃至于智能工厂的发展。

工业4.0开始展现智能制造成效

事实上，许多跟工业4.0有关的资通讯技术，并非是这几年才出现，相关技术的整合，才是智能制造能否成熟的关键。而在尝试导入各种资通讯技术，并设法将其协同运作的这段探索期即将结束之际，许多技术目前都已经相当成熟，连带也让智能制造开始展现对制造业产生的效益。

如BMW为了打造汽车工业4.0，在位于大陆沈阳的铁西工厂中的冲压、车身、涂装和总装四大车间内，全面实施了工业智能化，建立智能工厂及智能车间。如车身车间因为使用机器人和工业电脑控制技术，能效得到显着提升，而相比传统液压机，铁西工厂的高速冲压机生产效率，也提升超过70%，节能达50%。

汽车制造最耗能的涂装环节(约占汽车制造能耗的70%)，则实现节水30%，节能40%，减排20%。机器人热能回收技术，每年更可节约超过780万度电。也让BMW集团在2014年底时，在全球使用的生产能耗中，来自于可再生能源的比例首次过半，达到51%。

智能制造带动机器人产业发展

而在这波智能制造的风潮中，机器人及智能机械产业堪称是受惠最多的产业之一。尤其是体力劳动人口的锐减，就是推动智能制造的主要趋势，能够减轻工厂人力负担的机器人产业发展，自然因此加速，除了机器人产业包括机器人本体、伺服、控制器、减速机等外，工业电脑技术也因此跟着受到重视。

目前的机器人产业中，较为重要的有ABB，不仅是全球industrial robot技术领导者，同时也已推出全球首款人机协作双臂机器人；FANUC在全球CNC与Robot累计销售量高居第一，也已推出首款绿色人机协作工业机器人，苹果吉特斯拉都已大量采用。

KUKA是首款人机协作工业机器人的推出者，由于高居欧洲汽车工业应用率第一，早已被视为工业4.0标竿公司；YASKAWA是生产服务器、变频器及机器人的重量级厂商，包括北美汽车厂与大陆智能手机，都大量采用的机器人Kawasaki则是日本最早开发机器人的公司，涂装机器人市占第一，除了拥有符合工业4.0规格的整合能力外，目前也正积极强化欧洲与大陆产销体制。

由于大陆过去全球供应链体力所扮演的生产地位，加上大陆也开始面临劳工短缺的压力，让大陆的机器人市场潜力备受看好。大陆机器人在2014年达4.5万台，较前1年成长35%，2015年市场规模预估6.5万台，成长率40%，许多重要业者都已纷纷进驻大陆，如ABB已将全球机器人业务总部移至大陆上海，YASKAWA也已将上海为第二大生产基地。

大陆的机器人市场主要用于汽车业与电子制造业，与工业4.0相关的产业基地达35个，2020投资额上看5,000亿人民币，连带也造成国内开始投入国产机器人的销售，预计2013？2023年期间，大陆工业机器人年销量复合增长率达到35%。

在实际的应用案例中，海尔为了适应互联网+时代满足消费者个性化需求，在2014年就已启动全流程实时互联可视的互联工厂体系的构建，将大规模制造升级为大规模定制。透过大量传感器，大数据信息化工具和机器人的协作，海尔互联工厂可以高效地完成定制化批量订单的生产，在不提高制造成本的基础之上，提升产品附加值，并为创新性设计的低成本实践，提供有力支撑。

截止到2015年第1季度，海尔已建成沈阳冰箱互联工厂、海尔佛山滚筒互联工厂、海尔郑州空调互联工厂、南电热互联工厂、青岛热水器互联工厂。以海尔沈阳冰箱互联工厂，不但人员配置减少达57%，单线产能也从100万台提升至180万台，单位面积产出也从50台？坪提升至100台？坪，订单交付周期则是由15天隆低到7天。

智能机械产业开始受到重视

而在加入资通讯技术后，台湾原本就有优势的精密机械，更可能摇身一变，成为智能机械，也成为目前角逐智能制造市场的要角之一。行政院也在2016年7月核定智能机械产业推动方案，希望能促使台湾成为全球智能机械及高端设备关键零组件的研发制造中心。

智能机械产业的范畴，比起机器人产业来得更大，包括建立设备整机、零组件、机器人、物联网、大数据、CPS、产测器等产业。未来需要引进智能机械，建构智能生产线的产业，包含航太、半导体、电子信息、金属运具、机械设备、食品及纺织等产业，进一步促使这些产业迈入智能制造之列。

一旦智能机械及智能制造产业成形，下一步就是透过云端及网络，与消费者快速连结，提供大量定制化产品，形成联网制造服务体系。目前政府已经开始建构关键智能机械产业平台，设法连结国内地方政府、重点产业聚落与产业公协会，并办理机械交流活动，促成机密机械业者与资通讯技术业者交流互动，共同发展只会机械整体解决方案。

未来更希望能结合台湾产学研能量，结合软硬件厂商及系统整合业者，成立3个以上智能制造推动平台，协助重点产业导入智能制药，进而带动产业升级转型。

大陆市场是主要竞逐之地

不过业者指出，智能制造目前还在导入阶段，主要的短期效益来自CPS安装、机器人设备投入、预知维护系统、无线通讯与现场信息整合专案等。大陆市场仍是目前最被看好的市场，但由于大陆市场竞争激烈，台商不宜单打独斗，应该设法强强异业结盟，联手抢攻大陆庞大市场，为建设智能互联工厂，实现智能制造的目标，共同努力。


图说：BMW已经开始大量导入机器人朝智能制造之路迈进。(Wiki)