國(guó)內(nèi)工廠現(xiàn)況：仍處于2.0升3.0

　　工業(yè)4.0在近兩年備受矚目，是由于其概念在于推動(dòng)制造業(yè)的變革，帶動(dòng)工業(yè)升級(jí)，提高就業(yè)率，在全球持續(xù)不景氣的情況下，正好有利于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整，而這也為臺(tái)灣的安控產(chǎn)業(yè)帶來(lái)可能的機(jī)會(huì)。

　　工業(yè)4.0是德國(guó)政府所提出的高科技戰(zhàn)略計(jì)畫(huà)，以虛實(shí)整合系統(tǒng)(Cyber-Physical System，CPS)為核心技術(shù)，以智慧工廠(S m a r t Fa c t o r y)為主要精髓，及物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)的應(yīng)用上，目的是為提高德國(guó)制造業(yè)在全球競(jìng)爭(zhēng)下的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。

　　德國(guó)專(zhuān)注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的研發(fā)制造，有強(qiáng)大的設(shè)備和車(chē)間制造工業(yè)、復(fù)雜工業(yè)管理過(guò)程，在嵌入式系統(tǒng)及自動(dòng)化工程方面也有專(zhuān)業(yè)技術(shù)，奠定德國(guó)在工業(yè)制造上的領(lǐng)導(dǎo)地位。在工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)制造業(yè)的商業(yè)模式將以解決客戶問(wèn)題為主，讓生產(chǎn)過(guò)程更智能化與彈性化，縮短生產(chǎn)流程，透過(guò)生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)字化來(lái)達(dá)到工業(yè)4.0的雛形。

　　受德國(guó)4.0帶來(lái)的利多，放眼全球，美國(guó)、日本、中國(guó)都在積極追趕。根據(jù)經(jīng)濟(jì)部工業(yè)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，美國(guó)在2011年投資22億美元發(fā)展先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃(AMP)，藉由伙伴聯(lián)盟共享設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施，積極引導(dǎo)讓愈來(lái)愈多的外移企業(yè)回流至美國(guó)生產(chǎn)，重新取得制造業(yè)領(lǐng)先地位。日本的產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃，利用融合機(jī)器人技術(shù)，發(fā)展人機(jī)共存的未來(lái)工廠，提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率及附加價(jià)值。中國(guó)的中國(guó)制造2025計(jì)劃，推行信息化、工業(yè)化，智慧轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展，欲使中國(guó)制造業(yè)從價(jià)值鏈底端升級(jí)至高端水平，從工業(yè)大國(guó)躍升工業(yè)強(qiáng)國(guó)。

　　全世界都在談未來(lái)制造，臺(tái)灣面臨這波改革浪潮，在先進(jìn)國(guó)家與新興國(guó)家上下夾擊之壓力，政府推出生產(chǎn)力4.0的發(fā)展政策，結(jié)合精密機(jī)械、資通訊及管理技術(shù)的基礎(chǔ)，推動(dòng)生產(chǎn)力4.0。其中在制造業(yè)方面，將以智能自動(dòng)化為底，結(jié)合虛實(shí)整合系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能機(jī)器人及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，建構(gòu)生產(chǎn)力4.0的創(chuàng)新?tīng)I(yíng)運(yùn)模式，透過(guò)復(fù)制擴(kuò)散，逐步帶動(dòng)中小企業(yè)升級(jí)。

　　由生產(chǎn)力4.0衍生出的智能工廠，與政府積極推動(dòng)的智慧城市理念相輔相成，在政府對(duì)智慧城市的愿景之下，要做到智慧感測(cè)設(shè)備將城市公共設(shè)施物聯(lián)成網(wǎng)，與因特網(wǎng)系統(tǒng)完全融合，企業(yè)、政府必須積極投入智慧基礎(chǔ)設(shè)施，工廠智慧化的提升勢(shì)在必行。

　　國(guó)內(nèi)工廠現(xiàn)況：仍處于2.0升3.0

　　雖然現(xiàn)在工業(yè)4.0正夯，口號(hào)也喊得很熱，但其實(shí)大部分工廠仍停留在最基本的2.0階段，唯有先替其提升到3.0的狀態(tài)，體質(zhì)改變后、自動(dòng)化完全數(shù)據(jù)化后，才有可能考慮是否有工業(yè)4.0的機(jī)會(huì)。

　　盟立自動(dòng)化副處長(zhǎng)王淑華指出，在為工廠導(dǎo)入智慧化設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)許多傳統(tǒng)廠房設(shè)備有過(guò)于老舊的問(wèn)題，無(wú)法做訊息的溝通，這也是過(guò)去在人工處理數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的分析結(jié)果上有一段落差的主因。因此，工廠要迎向工業(yè)4.0，必須先具備生產(chǎn)自動(dòng)化的條件，再將工廠內(nèi)的設(shè)備提升到信息自動(dòng)化階段，或是為其加裝傳感器(Sensor)，以便訊息的交換。從2.0進(jìn)階到3.0以后，才算握有跨進(jìn)4.0第一步的入場(chǎng)券。

　　根據(jù)晟福科技總經(jīng)理羅福枝的說(shuō)法，以他所接觸的加工制造案場(chǎng)來(lái)說(shuō)，的確有許多工廠仍維持2.0狀態(tài)，部分業(yè)者亦不懂工業(yè)4.0的概念，他認(rèn)為要先將整體進(jìn)階到3.0，才能去談4.0的可能性。工廠之所以導(dǎo)入自動(dòng)化設(shè)備，目的在于減少人力、降低支出，現(xiàn)今自動(dòng)化設(shè)備已多有Sensor，但若想讓工廠智慧化一步到位，要怎么運(yùn)用這些Sensor和大數(shù)據(jù)是很重要的課題。

　　現(xiàn)在大多數(shù)的業(yè)主皆認(rèn)為導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)就是朝向4.0，盟立自動(dòng)化協(xié)理蔡育才表示，Sensor導(dǎo)入只是做到收集數(shù)據(jù)的功能，沒(méi)人可保證這些數(shù)據(jù)能產(chǎn)生什么效益，必須再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析后，才知道工廠要做什么改變，能產(chǎn)生什么樣的利潤(rùn)與商機(jī)。工業(yè)4.0的概念，通常以新廠導(dǎo)入較為容易，因?yàn)閷?duì)舊廠而言，在既有設(shè)備上做升級(jí)是一筆額外支出，投資意愿明顯不高。

　　盟立自動(dòng)化經(jīng)理向德成補(bǔ)充，有部分業(yè)主會(huì)導(dǎo)入工業(yè)4.0是因?yàn)橛形C(jī)感，例如需大量生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)或是全球前幾大公司，為確保自身競(jìng)爭(zhēng)力，就愿意導(dǎo)入這樣的設(shè)備，像環(huán)境監(jiān)控、人機(jī)協(xié)作，目的是提高生產(chǎn)，解決生產(chǎn)良率問(wèn)題；還可運(yùn)用在維護(hù)保養(yǎng)上，設(shè)備加入數(shù)據(jù)分析功能，分析是否在零件損壞前就先行提醒更換，抑或壞掉后再換，判斷哪一種較能降低成本；另外如食品工廠會(huì)運(yùn)用影像技術(shù)，預(yù)防人員操作問(wèn)題，監(jiān)測(cè)其是否符合安全條件，減少食品安全的風(fēng)險(xiǎn)。

　　工廠在智慧化的呈現(xiàn)

　　因此，以工業(yè)4.0來(lái)說(shuō)，環(huán)境監(jiān)控與安全監(jiān)控是其中一個(gè)重要范疇，攝影機(jī)的監(jiān)控除了掌控人員入侵問(wèn)題外，還能在生產(chǎn)制造過(guò)程中，提供重要的數(shù)據(jù)收集，如透過(guò)攝影機(jī)判斷哪些生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生問(wèn)題，進(jìn)而改善生產(chǎn)質(zhì)量等。日本談的工業(yè)4.0是人機(jī)協(xié)同合作，當(dāng)人跟機(jī)器同時(shí)運(yùn)作，就需要很多監(jiān)視設(shè)備去確定該運(yùn)作方式不會(huì)對(duì)人造成危害或影響。另外，廠內(nèi)的空氣、溫濕度、微粒(par ticle)等亦是監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，比如無(wú)塵室中需監(jiān)測(cè)微粒濃度以控制良率，因此在自動(dòng)化過(guò)程中結(jié)合無(wú)人搬運(yùn)車(chē)(Automated Guided Vehicle， AGV)，在循環(huán)過(guò)程中將偵測(cè)內(nèi)容做實(shí)時(shí)分析。蔡育才指稱(chēng)，現(xiàn)在談環(huán)境監(jiān)控，已不僅是狹義的門(mén)禁、電子圍籬，而是衍生為一種生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)作的校準(zhǔn)、監(jiān)視甚至管控機(jī)制。

　　臺(tái)塑網(wǎng)軟體開(kāi)發(fā)處系統(tǒng)分析師郭沛恩直接點(diǎn)明，工廠智慧化的重點(diǎn)在于智能制造(I n t e l l i g e n t M a n u f a c t u r i n g)，智能制造的目標(biāo)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即是將人工智能融入制造過(guò)程的環(huán)節(jié)中，透過(guò)智慧機(jī)器與人所共同組成的“人機(jī)一體化”系統(tǒng)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線運(yùn)作 過(guò)程，亦可自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)組織，甚至在制程中整合設(shè)計(jì)、加工、控制及管理等過(guò)程，取代人類(lèi)在制造過(guò)程中的部分勞動(dòng)與腦力，以適應(yīng)外界或內(nèi)部的變化環(huán)境。

　　回歸到制造業(yè)本質(zhì)，生產(chǎn)要素是否能做優(yōu)化的利用，從制造環(huán)節(jié)去重新檢視整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境，包括原料管控與流程，讓用戶全盤(pán)掌握制程，并透過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)的分析運(yùn)算能力，建立設(shè)備信息及反饋的數(shù)據(jù)庫(kù)，而不一定要達(dá)到全面性的工廠智慧化。金融業(yè)、服務(wù)業(yè)、媒體業(yè)都在不斷更新，如果制造業(yè)可以有一套系統(tǒng)讓用戶的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈有效提升，那么，它已經(jīng)開(kāi)始走向智慧化的道路。

　　工廠智慧化進(jìn)程：環(huán)控、環(huán)安、中控

　　研華臺(tái)灣區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理謝明道提出工廠若想要智慧化，需經(jīng)過(guò)環(huán)安環(huán)控中控(CMS)的歷程。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代改變了環(huán)境監(jiān)控的樣貌，為環(huán)境監(jiān)控帶來(lái)重大改變，從個(gè)別設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，演變成彼此可串聯(lián)互通，透過(guò)大量傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀取的訊號(hào)，這些訊息變成具有價(jià)值的信息，用來(lái)作為分析判斷的基礎(chǔ)。環(huán)境監(jiān)控的范圍擴(kuò)大，便得了解廠房安全的風(fēng)險(xiǎn)特征，尤其廠房?jī)?nèi)使用特殊性氣體及化學(xué)品的種類(lèi)繁多，如何從源頭為生產(chǎn)環(huán)境安全把關(guān)，成為生產(chǎn)業(yè)界追求的目標(biāo)。

　　有了環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)安全的概念應(yīng)用后，需要倚靠“中央監(jiān)控系統(tǒng)”，將電力、空調(diào)、照明、消防、門(mén)禁、CCTV等所有監(jiān)控系統(tǒng)集中到一個(gè)區(qū)域，實(shí)行統(tǒng)一管理，發(fā)揮群體整合控制之綜效，中央監(jiān)控就像是人體的大腦與神經(jīng)回路，掌控工廠的內(nèi)外機(jī)具設(shè)備和人員狀況，終至落實(shí)智能維運(yùn)、智能制造的目的。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)若能及早導(dǎo)入客制化的中央監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，生產(chǎn)效能必定更加顯著，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，將會(huì)是高科技廠房提升工業(yè)安全與環(huán)境監(jiān)控質(zhì)量的利器。

　　工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的不是把東西換成自動(dòng)化機(jī)臺(tái)、自動(dòng)化設(shè)備，不是要取代人力，而是在加工環(huán)節(jié)中加入自動(dòng)化程序，提升產(chǎn)品質(zhì)量良率，對(duì)工廠而言，減少人力成本，根據(jù)不同的環(huán)境行業(yè)做大數(shù)據(jù)分析，增加產(chǎn)品產(chǎn)值，才是真正有感并能加以實(shí)行的策略。

　　何謂智慧工廠

　　智慧工廠只是智慧城市里的其中一環(huán)，每個(gè)工廠都想提升自己的生產(chǎn)供應(yīng)體系，這牽涉到企業(yè)本身的戰(zhàn)略以及想要前進(jìn)的方向。工廠4.0仍處在遠(yuǎn)景階段，智慧化過(guò)程并非一蹴而就，必須先思考自身需求及先后順序，雖然大數(shù)據(jù)分析已成趨勢(shì)，但若缺乏云端的運(yùn)算層做商業(yè)分析，前端的感知層、中間的通訊層即使再如何完善，物聯(lián)網(wǎng)也只是淪為噱頭，徒增工廠的負(fù)擔(dān)而已。

　　智慧工廠攸關(guān)企業(yè)永續(xù)經(jīng)營(yíng)、人類(lèi)生存環(huán)境，工廠智慧化為的是要加強(qiáng)工廠的免疫力，如何協(xié)助工廠在所需環(huán)節(jié)內(nèi)利用e化系統(tǒng)，將制造過(guò)程的環(huán)節(jié)銜接起來(lái)，再做后臺(tái)的智慧化分析，導(dǎo)入智能制造的概念，最終方能成就生產(chǎn)力4.0，為臺(tái)灣的競(jìng)爭(zhēng)力蓄積能量。

　　未來(lái)的制造業(yè)扎根于數(shù)字技術(shù)，工業(yè)軟件將成為推動(dòng)其發(fā)展的原動(dòng)力，傳統(tǒng)上是機(jī)器與人類(lèi)互動(dòng)，未來(lái)則是機(jī)器對(duì)機(jī)器的互動(dòng)。未來(lái)的智能工廠以全新生產(chǎn)流程運(yùn)作，除可垂直與工廠及企業(yè)管理流程形成網(wǎng)絡(luò)外，亦可以水平透過(guò)網(wǎng)絡(luò)與外部供應(yīng)鏈結(jié)合，從訂單到交貨，實(shí)時(shí)控制整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)。此外，智能工廠可整合產(chǎn)品及其生產(chǎn)系統(tǒng)的生命周期工程，達(dá)到資源效益應(yīng)用，避免不必要的浪費(fèi)，降低存貨及縮短客制化產(chǎn)品交貨時(shí)間等。

　　物聯(lián)網(wǎng)概念

　　物聯(lián)網(wǎng)是透過(guò)建置各處的傳感器擷取訊息，可以讓人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、使用任何網(wǎng)絡(luò)與任何人或物做信息的交換，再以各類(lèi)通訊技術(shù)將訊息傳送到后端平臺(tái)，后端平臺(tái)除了接收數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存外，具智能設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還會(huì)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)意義，甚至發(fā)出控制指令給前端進(jìn)行動(dòng)作。