生产力4.0　点燃台湾智能制造火苗

德国力推「工业4.0计划」，期望以隐形冠军为基础、网宇实体系统(CPS)为核心，建构智能工厂，维持全球制造领先优势。Siemens

过往堪称是台湾经济强力支柱的制造业，如今正面临两大难题，一是迩来备受关注的大陆「红色供应链」冲击，另一则是肇因于少子化，导致劳动力缺口势必逐年扩大；政府为协助制造业突破困境，决意大力推动生产力4.0计划。

环顾全球制造业，普遍都面临共同的挑战课题，在此前提下，如今谈论制造业e化议题，显然不宜从单一企业、单一产业别或单一国家地域等构面来寻求最佳解答，更有甚者，也不宜将讨论的重点，局限在以往为IT部门所熟知的信息系统，意即企业资源规划(ERP)、供应链管理(SCM)、制造执行系统(MES)、电脑整合制造系统(CIM)…等应用项目。

先从全球产业面对的关键课题开始说起。首先，众所周知，肇因于网络信息发达，已然掀起不可逆的信息消费革命，导致产品寿命急遽缩短，少量多样、定制化跃为主流；其次，举凡土地、人力、水、电等攸关生产的要素资源，已经面临愈趋不足的窘境，使得全球制造业都需要审慎因应资源与环境课题；第三，包括国内大陆、日本、台湾等全球主要制造重镇，都面临少子化、高龄化问题，造成劳动人力愈趋困窘，因而导致制造业生态有所转变，连带让制造业身陷必须升级转型的沈重压力。

多国政府祭出计划　借此推动制造业升级
此外，包括美国、德国等先进工业国家，为了保持世界制造强权地位，相继提出制造业升级计划，藉以增强抢占定制化市场商机的实力，与此同时，开发国内家也积极抢攻量产市场，使台湾面临上下夹攻的处境，如何在全球制造版图重新洗牌的过程中，迅速找出赖以突围致胜的利基点，已是台湾制造业当务之急的重大课题。

究竟美国、德国等工业国，各自推出哪些制造业升级计划？在美国方面，尽管研发实力傲视全球，但因长期采取委外生产，导致生产与服务之间的衔接，出现愈来愈大的落差，以致无法快速回应消费端需求，在此前提下，该国于2011年提出「先进制造业夥伴关系」(Advance manufacturing partnership；AMP)，希冀透过创新流程(包含强化创造研究、强化区域创新)、人才面(包括培训当地先进制造所需创新人力，并吸引国际创造人才与高技能人才参与)，及技术面(诉诸次时代复杂、精密及高度系统整合的制造技术开发，并加快尖端技术商业化速度)三管齐下，吸引制造业回流，重新取得国际制造竞争力领先地位。

至于德国，则有感于虽然其产品强调高端制造，但所能延伸的服务价值仍有落差，另外也面临人口老化、网际网络应用不够普及等亟待改善的问题，于是提出「工业4.0计划」，期盼以隐形冠军为基础、网宇实体系统(Cyber-Physical System；CPS)为核心，建构「智能工厂」，以期维持全球制造领先优势。

而工业4.0所指的CPS，乃是一种结合电脑运算、传感器与致动器装置的整合控制系统，主要由电脑、感知器及驱动器构成，旨在促成人与机器的交互连结，与物理世界产生紧密互动，使制造企业运用网络以线上、可靠、实时、安全、协作的方式，巧妙操控物理实体。此外在智能工厂部分，则强调能实时控制整个价值创造网络，从订单到交货的连结，实现产品及其生产系统生命周期工程的整合，而工厂及企业管理流程形成网络化，避免不必要浪费，且降低库存、并缩短定制化产品交货时间。

巨量数据加物联网　为建构智能工厂的双引擎
除了上述两国外，包括大陆、日本、韩国等亚洲国家，也纷纷在近年推出新的制造业政策。国内大陆于2015年宣布实施「国内制造2025」，旨在实现制造升级，极力争取在2025年从制造大国跻身制造强国行列；日本于2013年推出「日本产业重振计划」，意在透过设备与研发之促投，以重振其制造业声威；韩国在2014年提出「制造业创新3.0策略」，以协助中小型制造业建立智能化与最佳化生产程序。

除了政府外，若干饶富全球知名度的大厂，也积极朝向智能工厂展开布局。近期以「人均产值高达富士康逾7倍」题材备受热烈讨论的日本Fanuc，一方面结合物联网架构、机器人系统(Robot Cell)，藉以建构机器人智能工厂(为无人工厂)，且透过网络系统链结，从而实现了全球接单、日本生产的营运模式，造就高生产力、高获利的经典案例；二方面则善用巨量数据技术，大量蒐集分析生产过程的各项数据，并搭配自动化品质检测系统，剖析各项最佳生产参数，以期有效善尽生产品质控制与成本管理。

近年对于物联网、智能地球多所着墨的IBM，结合大型主机运算单元、企业级储存部署单元、服务架构组成元件，搭建成为智能工厂巨量数据解决方案，期盼藉由多面向制程数据分析、整合式制程侦错与产出分析，再加上进阶制程改善分析，达到缩短制程除错时程之目的，进一步淬炼成为7x24x365「无时耗」工厂生产营运模式，据此快速回应产能提升需求，大幅扩张营收。

GE则强调设备之智能与联网功能，主要是在设备里头嵌入多种感应装置，藉以提供完整设备信息，接着透过网络将设备信息传送至控制中心，再经由数据分析后产生报告，终至将分析后的数据或参数设定，回传至设备装置，持续下一阶段工作运转，形成一个持续不止的正向循环；迄至目前，这套有关于设备智能联网与信息分析的模式，已在飞机引擎、外海钻油平台等应用情境获得实现。

加速发展CPS　启动生产力4.0计划
看完了各国政府与国际大厂对于推动智能工厂、制造业升级转型的布局，反观台湾，则在行政院科技发展策略会议的定调下，决意推动「生产力4.0」，看似与德国诉求的工业4.0精神如出一辙，然而论及台湾的价值定位、策略、发展特色与优势，皆与德国不尽相同，因此个中不乏更能善用台湾既有利基、也更契合台湾产业发展需求的自有路线。

早在民国70年代，台湾即开始推动产业自动化，一路从资本密集产业阶段的「生产力1.0」、技术密集产业阶段的「生产力2.0」、创新密集产业阶段的「生产力3.0」演进，使台湾制造业从早期人工生产，逐步迈向生产自动化(程序化)、产业自动化(整线化)、产业电子化(电子化)，同时期的人均产值，也从118万元、188万元、284万元推进至2011年的497万元，但此后人均产值反倒趋于滑落，显见下一个亟需升级的时间点已至，于是政府祭出了诉诸智能密集产业阶段的「生产力4.0」，期盼在2024年，将人均产值冲高至1,000万新高水位。

深究生产力4.0精髓，与各国戮力推动的制造业政策，其实并无二致，皆以「智能化」为主轴，意即以智能自动化为基础，运用物联网、智能机器人、巨量数据及精实管理等技术，推动智能制造及智能服务之联网系统(System of Systems；SoS)，在此同时，亦将加速企业发展CPS，并将之运用于产品设计、生产制造、行销服务等营运活动，藉以链结全球产业供应链。

不可讳言，台湾正面临市场快速变化、制造版图重新洗牌，及资源与环境课题等国际市场挑战，同时又面对人均产值成长趋缓、劳动人力不足，与营运模式待转型(亟待从B to B转型至B to (B+C)系统)等源自内部的发展课题，可说是承受双重严峻考验，若一味沿袭原本诉诸提高生产效率及良率为主的智能自动化生产型态，恐难有效提高制造业生产力，值此时刻，顺应生产力4.0脉络以带动整体产业成长新动能，已是不得不然的发展路径。