善用ICT灵活配置资源　打造C2B定制化生产模式

透过「智能整合感控生产系统」(CPPS)，制造企业得以依据订单产品特性，弹性变更机器作业程序，迅速调整生产制程。来源：SAP

众所周知，过往台湾制造业之所以崛起，乃是奠基于有效率实践量产经济所致，挟大量生产、便宜销售而形塑经济规模，从而将不具竞争力的对手逼至市场边缘；惟近年消费者意识抬头，市场风潮变动快速，使「少量多样」、「实时交货」的定制化生产模式跃为王道，连带迫使制造业必须转型升级。

时至今日，工业4.0已跃为产、官、学、研跨界一致关注的热门课题。回顾工业4.0这个词汇之源起，乃是在2011年汉诺威工业博览会首度提出，其奠基于德国政府所拟定的高科技战略计划，意在驱使制造业运用ICT技术提升能量，进而打造出深具适应性、资源运用效率及人因工程学基因等特质，全面智能自动化的智能工厂，甚至进一步藉由重新建构供应链、商业模式与服务流程，据以挖掘到更多新的商业夥伴以及新的客户。

事实上，大约从1969年揭开序幕的工业3.0时代，当时便已触发制造业的重大变革，其诉诸电子设备及信息技术的运用，以实现增进工业制造的自动化，首次为制造业融入电脑数码化、网络化等崭新元素。

至于如今被喊得震天价响的工业4.0，则以虚实整合系统(Cyber-Physical System；CPS)为关键核心，其为一套结合电脑运算、传感器与致动装置的整合控制系统，藉由新一代网络技术链结各项机台设备、数码系统，透过这些物件彼此之间的沟通与交互作用，达到无缝整合物理与虚拟世界的妙效。

藉由CPS的穿针引线，使得大量运算与通讯等能量带入实体生产系统，让原本仅会依照既定排程、工单、制令，而按部就班行事的生产线或工厂，开始被赋予实时感知、动态控制等全新能力，同时亦可提供智能实时信息服务，并且形塑了以数据分析为基础概念的先进制造模式。

以CPPS为轴心　弹性改变机器作业能力

环顾工业4.0个中内涵，除了前述所指的CPS外，尚有其余重要元素，包括了大数据、智能机器人(IR)与智能机械(IM)等现今已备受讨论的项目，除此之外还有几个不容忽略的重点。

其一是工业虚拟化？自动化，在工业4.0时代，每当建置新工厂、或在既有厂区生产新产品之际，业者可透过虚拟工厂或产品，进行实际量产的事前准备，换言之，只要任何一个流程预先在虚拟环境中经由模拟验证后确认无误，便意谓最终的解决方案已然妥当就绪，包括相关软件、参数、数值矩阵，都将一一上传至控制量产的实体机器，此即所谓的虚拟工厂概念。

另值得一提，制造业不仅可善用虚拟工厂来优化生产设计，甚至可藉由其中蕴含的3D技术，将工人与机器的互动予以视觉化，藉以增进生产效率，也连带提高工业安全。

其二是IT系统。在工业4.0时代，IT系统俨然成为生产系统的核心，其多方援引云端运算、移动化、大数据等技术，确使其所涵盖的子系统、处理流程、各种功能模块，乃至与供应商、客户之间的网络连线，都较以往更加紧密串联；而在工厂里头，IT系统会依循明确的标准规范，将软硬件、储存设备及周边系统整合成为「智能整合感控生产系统」(Cyber-Physical Production Systems；CPPS)，其具备实时控制能力，可按照产品特性，据此与制程设备的传感元件进行互动，继而伴随不同类型的生产制程，弹性变更机器作业程序，使生产制程得以迅速调整完毕，不致因为制程变动而酿成停机，可有效维持整体设备的可用性，大幅提升生产效率。

也就是说，主要含括自动交换信息、触发动作、交互自动化控制的智能机械、储存系统与生产设备的CPPS，无疑是促使工厂或生产线弹性变换作业能力的关键所在，因此不少倡议工业4.0的业者，之所以藉由AOI？ATE？视觉测试诉诸全面自动量测，为的正是对于机器手臂或机械设备执行细微的校准调整，以便于随时能够因应订单的改变，终至迎合「消费者对厂商」(Customer to Business；C2B)商业模式，意即环绕于最终客户需求，藉以推动少量多样的定制化生产与销售活动。

综上所述，所谓的C2B，与过去制造业擅长的B2C商业模式着实大相迳庭，只因B2C所象徵的主要意涵，系指标准性产品的大量生产与销售。而C2B之所以能够付诸实践，乃是随着网络技术的成熟普及，辅以物联网崛起，带动电脑、自动化、通讯等不同技术领域的融合，使相关技术得以灌注到整个生产线与供应链，进而让强调弹性生产、无库存生产特色的C2B模式成形。

业者认为，制造企业若欲成功推动C2B模式，必须充分善用藉由生产流程所采集到的大数据加以分析，以利内部产品开发及行销团队，得以精准掌握客户需求脉动。

减少换线过程中浪费　从容因应C2B生产模式

持平而论，以往制造业所谈论的自动化，几乎完全指向大批量生产，唯有如此始可带来高效率、高产量、低成本等多重效益，如果针对少量多样化生产需求进行自动化投资，往往被视为完全不符合经济规模，效益较低且投资回收慢，堪称不可能的任务；既然如此，也难免让人纳闷，如何才能成功打造出符合工业4.0精神的少量多样自动化环境？

对此某机械业者分析，意欲实现上述目标，即需针对少量多样自动化的两大优点(换线速度快、生产弹性高)，把一些可能导致这些优点猪羊变色的不利因素加以排除。举例而言，论及目前加工厂的单机生产模式换线程序，第一步需要先完成夹治具的校直、固定、座标基准等等设定，紧接着执行刀具更换、刀长设定、搪刀调整、确认刀具号与刀套位置等各种攸关于刀具的设定，再来输入作业程序，经由首个工件试加工无误，才能视为换线完成，而每次换线过程所需时，快则半小时，慢则2？3个小时。

显而易见的，进入C2B少量多样生产模式，换线频率势必水涨船高，此时如果还有诸如客户抽单、插单等突发事故来搅乱一池春水，必然会让换线与折损利润两者间划上等号，意即换线次数愈多，利润就愈薄，因而使得加工厂对于少量多样生产趋势备感惶恐。

欲解决上述症结，即需设法驱使换线停机间大幅缩短，并显着提高机台设备的稼动率，而要想如愿实现这个目标，则必须满足一些前提要件，其中最重要的项目，便是必须详加记录整个换线现况的过程与时间，以作为优化换线流程、创造全新换线作业标准的依据，如此一来，便可望藉由不断的检讨与讨论，找出能够实现工具标准化的契机，并确保工具、人员、流程记录表、原材料、垫片、规尺等所有物件，皆能在正确时间被置放于正确的位置，进而可藉助效率更佳的平行作业、工具尺寸统一、螺钉头尺寸统一，乃至改良设定以避免费时调试等种种变革，有效排除换线过程当中的浪费因子。

曾有业者阐述一个饶富意义的哲理，直指快速换线绝非技术议题，而是思维议题，成功关键取决于人的观念与态度，因此建议制造业宜先从推动教育训练开始着手，再循序让同仁明了快速换线作业的运作技巧，如此便可优先针对单一或少数示范线推动快速换线作业，待彰显成效后再逐步扩展至全厂。

当然，将原本工厂以生产线为最小单位的配置模式，改以单一机台为最小单元，即可透过此一「模块化工厂」型式，灵活配置生产资源，如此亦有助于降低换线成本。