产官学联手推动 工业4.0加速上路

德国工业4.0战略要点。

工业4.0掀起智能制造浪潮，除了德国制定出一系列政策之外，其他国大也动作频频，台湾的智能机械政策的第一阶段在2018年开始启动，透过产官学的合作，台湾制造业将加速转型。

工业4.0带来的智能化概念，改变了全球制造产业，过去的自动化制造系统主要由马达、控制器等设备所组成，设备所产生的数据有限，更不用说彼此之间的信息互通，后期以太网络虽开始被导入工业领域，不过与上层的IT系统链接仍然有限，工业4.0则是让所有厂房内所有设备的状态都可被撷取、传输、储存、分析，系统再依据分析过后的数据，设定出最佳化策略，由于智能工厂包含制造端的产线设备与厂房端的厂务系统，现在这两者面对的作业环境，变动的频率都相当高，因此智能化系统必须随时掌握设备状态，弹性调整出最佳的运作模式。

德国绵密计划，有效提升智能制造效益

从德国政府的工业4.0政策就可看出相关架构(图1)，德国的政策主要是以CPS涵盖软硬两端的制造系统，透过绵密的通讯技术，整合系统中不同环节、体系的设备，并制定出检视目标，落实智能制造愿景；德国的完整政策，让制造系统的效益可以进一步提升。

根据资策会MIC的调查报告指出(图2)，对制造业者来说，智能制造最主要的效益还是在于生产力的提升，导入智能制造系统后，生产力提升所产生的效益百分比将达32%，之后依序为显示关键流程的实时性与透明度的20%、改变整合与信息交换能力的16%、协助管理需求12.5%、流程最佳化9.42%、帮助企业创新8.42%、帮助企业达成永续目标1.33%。生产力提升主要来自原有的自动化设备被进一步强化，受惠于表列下方的其他效益，如关键流程实时性透明度、改变整合与信息交换能力...等因素，制程的速度与良率都可有效提升，让现场作业人员的工作掌握更轻易且更有效率。

除了德国外，各国也在2012年开始，陆续推动自己的智能制造政策，例如美国的AMP(Advanced Manufacturing Partnership)、日本产业重振计划与大陆的国内制造2025、韩国智能工厂普及与扩散推动等，台湾之前以工业4.0为蓝图制定出生产力4.0政策，新政府上任后，又将政策延伸改制为智能机械的推动，并将之纳入「5+2」产业创新计划之一，希望可以协助产业界由工业2.0跨越至工业3.0，积极推动智能机械产业(图4)。

工业物联网将成未来核心骨干

从架构面来看，无论制造端或厂务端，都是透过上层云端平台，分析底层的设备所传来的信号，就此来看，这两类系统都是以物联网为主架构，但由于应用于工业领域，必须针对制造现场而有特殊设计，因此此一类型的物联网被称为工业物联网(Industrial IoT；IIoT)，工业物联网被视为未来工厂的核心运作骨干，目前各制造设备供应商的产品研发，也都以此为目标设计。

从图3可以看出，与一般的物联网相同，工业物联网也需先在底层架构传感网络，不过除非是导入全新的产线，否则所有制造业者都必须处理既有机台的传感器建置问题，由于生产系统属于制造业的长期投资，使用年限动辄10年起跳，因此绝大多数之前采购的生产设备，都不会有传感器的设计，因此就有系统业者指出，如何在既有的设备上设置传感器撷取信号，是现在制造业导入工业物联网系统最困难的挑战，后续的信号联网、分析，甚至是AI的导入分析，对系统业者来说，反而不是太困难的事。

不过在厂商的努力下，现在市场上已有可从制造设备外部设置传感器，快速取得设备数据的解决方案，除了从设备外部侦测的方式外，在经过几年来的市场教育下，现在制造业对智能化不但已有认识，而且开始有导入动作，也因此制造设备供应商也纷纷推出已内建传感网络的工业产品，台湾2018年开始启动的智能机械政策，就将针对制造业推动此类产品。

台湾启动智能机顶盒政策

根据智能制造办公室的计划，2018年推动9千台以上机器安装智能机顶盒Smart Machine Box(SMB)，加装SMB后，让业者的设备可立即实现联网功能，以进行机器连线及收集生产数据，让生产管理变成可视化、生产排程优化，透过设备智能化功能，将同时提升产品的精度、品质、效率以及可靠度，降低生产成本，提高获利及增加业者的竞争力。

目前台湾航太产业龙头厂商汉翔公司就以该公司8号厂为示范场域，透过SMB加工设备联网，结合厂内多机连线管理，达到生产信息透明化、人机协作、机台健康诊断等，并延伸应用至台中水湳、沙鹿及冈山等三个厂区的机台联网，合计已扩充超过100台，提供3个厂区机台实时生产监控，后续可提供汉翔公司与参加「台湾航太产业A-Team 4.0联盟」的众多协力厂商应用，可有效提升生产力，降低生产成本。

经济部在2018年已编列新台币2,000万元经费帮助企业导入智能制造，将推动1,000台以上机械设备导入SMB实现设备联网，协助台湾业者立即具备设备连线设定管理、数据撷取与储存管理、完工计量管理等功能，政府并委托精密机械研究发展中心担任计划执行单位，就此来看，台湾的智能制造脚步已经加快。

不过也有设备厂商指出，多数台湾中小企业在智能化前身的自动化建置，非但尚未完整，甚至连初步规划都没有，对此状况，业界人士指出，随着消费性产品型态的改变，传统的生产模式已难以因应市场所需，包括大陆在内的各国制造商，都已开始积极布局智能制造，未来的产业竞争将更严峻，近年来台湾政府与产业都有相关计划协助制造业转型，台湾业者可善用此一力量，提升降低企业转型的磨合期，深化本身竞争力。