由工业30迈向40之路

工业技术研究院南分院云端服务中心代主任程瑞曦。

工业技术研究院南分院云端服务中心代主任程瑞曦先生，指出当前制造业面临到少量多样、产品周期缩短、人力结构改变、工作环境友善化与环境永续发展议题挑战，因而有工业4.0呼声。德国定义工业1.0起源18世纪末蒸汽机发明后，以机械化生产取代传统人力生产；工业2.0则是19世纪末福特生产汽车时所导入生产线大量制造概念。

工业3.0始于20世纪70年代，在组装、加工、搬运、检测部分，导入电脑程序化控制的自动化机台来取代人力。工业4.0是21世纪导入Cyber-Physical智动化量产系统，以ICT(物联网+巨量数据+云端服务)等技术，随时因应机台老旧、材料或周遭环境变化，能自动调整的量产化系统。

工业4.0竞争力在于虚(数据流)实(生产机台)整合串连整体产品生命周期。从前端CAD/CAE工具、生产过程模拟、规格与BOM表、CAM/NC与自动化组装等协同运作，到实体环境如材料？机器？产品制造、生产工具与自动化系统规划、生产履历与前端业务行销的推广？维护。

程瑞曦指出提出工业4.0要求的智动化，不必然等于无人化。他建议现有工业3.0基础的工厂，其升级蓝图可分为工业3.0？3.5之前的数据建置完整化，以及3.5？4.0的制造数据加值两大部分。前者从工业3.3创造生产履历完整化、中控系统(mobile)移动化，进而迈向工业3.4制程视觉化、随插即用(Plug & Play)。

工业3.5起开始导入运用MES制造数据加值，像某段产线运用M2M、某区运用弹性化通讯等。接着迈入工业3.6先进厂务、工业3.7数据建模的阶段，工业3.8弹性制造，到工业3.9产品追踪等PLM产品寿命管理阶段，积极做IT/OT整合；最后融入ERP+SCM、CRM+MES等战略决策ICT技术，至此工业4.0得以完备。每个产业时程不同，但可依循类似脉络，他预估整体制造业对工业4.0完整落实大约在2035年后。

程瑞曦认为，工业3.1检视产线自动化之运用程度。先将可充分自动化之单机完整化。像导入自动光学检测(Automated Optical Inspection；AOI)；其余不可自动化之部分，则透过管理及人员素质提升方式。接着工业3.3检视生产履历e化——将产品生产过程由进货、制造、至检测出货之纪录e化。

下一步工业3.4将检视中控中心，除了将现场收集到的机台状态与产品生产进度信息以可视化呈现。生产品质、稼动率、机台保养与维护等均可成为效能提升目标，且中控中心由固定地点发展为随身移动式。对目前各装置机台之间通讯无法互通的问题，须透过强力督促设备商，提供硬件PLC/PAC的IEC 61499，软件介接界面OPC UA(IEC62541)等通讯标准化的设备机台。

他特别指当前自动化机台大多仍偏有线通讯，而无线通讯在工厂自动化应用上虽面临可靠度、实时性、网安、稳定性的挑战，却是跨越工业3.5建构弹性通讯必经之路。

迈入工业3.6开始以工厂MES数据数据库中，运用现场？制造数据及分析来改善工厂之生产品质与效率，及应用于机台维护与保养、虚拟检测、制程控制、异常分析等。到工业3.7开始将厂务数据反馈到前端模拟设计阶段，如何运用功能性模拟与制造能力模拟，来改善产品之品质与效率，目的在于缩短开发？生产时程，提升良率与效能。接下来工业3.8开始检视工厂少量多样的弹性生产，以及混客户？混产品型号的混线生产之效率。

程瑞曦举例一个老钢铁厂的辅导案例，过去发生成品不良(裂缝)时，得仰赖老师傅与各制造站部门回头花3？6个月去检视流程并做分析；经他们检视各加工站过去累积的数个月数据，与厂房资深师傅充分合作分析，检视出各种可能造成成品品质不良机率的排行清单与改善对策，之后遇到不良状况就可迅速找出可能症结并随即改善。

DRAM产业普遍已达工业3.7？3.8阶段，面板产业到工业3.5？3.6，而其它产业仍停留在工业3.0。工业4.0朝向IT企业端到OT制造端系统软件智能串接与强化，包含以产品为主轴，以PLM串连现有ERP、SCM、CRM系统的水平整合，以及建立各层之智能模型与参数化提供垂直整合。程瑞曦建议采循序渐进，先以单机自动化起步，再依需求来调整导入的顺序。

因此对未有ICT基础业者则需不同过往之思维，也需面对到使用者与投资者的企图心、执行与效益张显的耐心、数据之安全性与法规面的配合等非技术性议题。他最后强调工业4.0的发展为科技必然之趋势，无法不面对，也不必抗拒。期望不可设定太高，采循序演化性改变以达到工业4.0的目标。