工厂运作全面进化 智能制造才有竞争力

今年4月举行的汉诺威工业博览会，以「工业4.0」(Industry 4.0)的理念，提倡智能工厂或智能制造；从生产机台的运动控制，到整体工厂运作，都已经面临继蒸汽机的发明、大规模生产和自动化之后，最大一波的工业革命。

因应国内大陆缺工、全球暖化与能源危机等趋势发展，制造业为提升生产力、维持竞争力，需朝向智能生产、绿色生产与都市生产发展。在4月举行的汉诺威工业博览会，更以「工业4.0(Industry 4.0)」的理念，提倡智能工厂或智能制造等理念，从生产机台的运动控制，到整体工厂运作，都已经面临继蒸汽机的发明、大规模生产和自动化之后，最大一波的工业革命。

工业4.0改变制造业生产模式
前三次工业革命的到来，造就了机械、电气和信息技术。如今，物联网和智能制造服务，正宣告着第四次工业革命—工业4.0的到来。在未来，厂商们可望以「信息物理系统(Cyber-Physical Systems：CPS)」为框架，建立包含其设备、仓储系统和工业产品的全球性网络。在制造业领域，CPS将包含能够独立交换信息的小型智能机械、存储系统和高效的产品设备，独立地完成运作和互相控制。

随着CPS的设备基础改进，包括制造、工程、材料使用和供应链，以及生命周期管理的工业工序，智能工厂将可使用一种全新的途径来生产产品。当指令经过CPS系统时，每一条指令都需要流经过程链条中的每一个环节，纵向需要经过工厂和公司的商业流程，横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系，共同构建了嵌入式制造的系统网络。

工业4.0的里面，将可满足为终端用户量身订作产品的需求，这也意味着，即使是一次性的产品，也可以透过颇具收益的方式制造出来。在工业4.0中，对供应商而言，动态商业模式和工程流程，使生产和交付变得更加灵活，而且对于生产中断和故障可以灵活反应。
目前的工业制造已可在制造流程中，提供端到端的透明化信息，以促进选择决策的制定，发掘出创造价值的新方法，开发出商业新模型。值得注意的是，工业4.0可望带给新兴企业和小型投资者发展契机，下游的服务也将从中受益。

此外，工业4.0也将致力于解决当今世界遇到的一些挑战，如资源效率、城镇化和人才结构调整等。如允许高龄的工人延长他们的工作生涯，使他们能够长时间地保持生产力。灵活的工作组织形式，也将让工人们能够更好地整合他们自己的工作，私人生活和持续的职业生涯发展，也将变得更有效率，为工作和生活找到一个更好的平衡点。

管理更加复杂 安全及网络至关重要
要实现工业4.0的愿景，仍有许多需要努力改进的空间。如在标准化和参考架构方面，因为工业4.0将会涉及网络技术的设计并通过价值网络整合几家不同的公司，如果能有一套共同标准及参考架构，这种合作夥伴关系将更容易实现。

工业4.0的理念，虽然让生产制造更有智能，但制造系统也将变得更加复杂，未来的工厂管理，势必需要适当的计划、描述和说明模型，才能为这些复杂系统提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模型，而进行更多的方法创新和工具应用。

通讯网络更是实现工业4.0的关键要求，不管是工厂内部的网络，或是连结协力厂商或生产供应链上的网络环境，网络基础建设显然需要进一步的、大规模的拓展。

安全更是实现智能制造成功的关键，除了要保障设备和产品本身，不会造成工厂员工的危险外，也不会对环境造成污染。更重要的是，设备和产品中所包含的信息，也需要被保护，以防止这些信息被滥用，或是在未被授权的情况下使用。制造业除了需要导入对安全架构和特殊识别等整合应用的产品或服务外，时员工的相关培训和职业生涯的持续发展规划，也有加强的必要。

法律规章及管理模式也要创新
除了在导入技术及应用外，工业4.0其实也对传统制造的管理模式，造成相当大的冲击。如在智能工厂里，越来越多的实时导向性控制，将会让工作内容、工作流程和工作环境发生转变，工人所要承担的责任将会更大，但个人发展的机会也会相对增加，一旦前述愿景得以实现，协同合作的工作设计和职业生涯的学习途径，对于企业发展将变得更为重要。

因此，企业必须认知，工业4.0带来的变化，不只是生产效率或企业收益而已，而是从根本上改变工人们的工作和职业诉求。实施适合的培训策略，并用培养学习的方式组织工作，也因此而变得非常必要，可以借此实现活到老学到老和基于工作地点的广泛的个人发展。

工业4.0的理念持续发展，势必也会对目前的工厂管理规章及制度，带来相当程度的冲击。除了新的制造流程和网络架构外，法律规章在必要时，可能也会有修改的必要，包括跨业合作信息的保护、责任议题、管理私人信息和贸易限制等。

而在绿色生产方面，工业4.0更是不能缺席，仅是制造工业在原材料和能源上的消费，便已足够引起一系列关于环境与安全的探讨。工业4.0将会使得从原材料变为产品的过程，更加多产和高效。企业必须权衡投资在智能工厂中的额外资源，与带来的潜在节约之间的利弊。

透过工业云降低进入门槛
虚拟规划和实际生产所进行的信息整合技术，已显着提高了面临全球竞争的工业企业的生产力。工业领域的一些主要企业，如汽车制造、航空航太和机械工程，正在着手优化其在整个价值链的竞争力，透过数码化产品开发和生产，推动现代化生产方式的变革。

但目前许多企业仍面临着诸如信息化投入资金不足、信息化总体水准不高以及信息技术应用的深度、广度和整合度较低等诸多问题，如何透过工业云等技术及应用，帮助企业降低导入智能制造的应用门槛，让更多企业能以较低的成本切入智能制造领域，有助于企业以相对低廉的工业软件，并集中资源进行产品研发设计等创新活动；另一方面，也推动企业实现知识共享和协同研发，有利于打通产业协同创新链条。

因此，当红的云端运算技术及服务，在这波工厂运作的进化过程中，势必不会缺席。以提供智能工厂应用为诉求的工业云，将会扮演重要角色。工业软件云是工业软件服务与云计算服务相结合的创新模式。作为工业云的重要应用之一，工业软件云服务平台侧重工业软件资源的共享和应用，是软件服务与云计算服务相结合的一种模式创新。

通向工业4.0的路将会是一段革命性的进展。现有的基础科技和经验，将不得不为了适应制造工业中的特殊设备，而进行改变和革新，而且对于新地域和新市场的创新解决方案，将不得不重新探索。