工業4.0-智能化技術產學論壇-希望與趨勢

昨天參加了北科大機械系的智能化技術產學論壇，他們花了不少精力幫業界尋找轉型的方法，也很扎實的在培養人才，說實在的我有感動到，而且能把產官學界給整合在一起，我相信這一定花了不少力氣。現場扎扎實實的討論了中小企業的困境與願景，讓我覺得這不是一般大拜拜的論壇，它是真正有在做事情的論壇。

我想要以我自身的觀點來看待工業4.0(Industry 4.0)，希望也能讓各位一起了解。

製造業的痛

我在電子業20年，面對瞬息萬變的客戶需求，各種奇怪的問題都有，例如

產品明明已經寫入過序號，但到了客戶手中卻變成沒寫入?
在生產前一天客戶才說要改IC的燒錄內容，但5000顆IC已經燒好了怎麼辦?
客戶想知道此時此刻的生產良率與分析報告，是否能馬上提供?
某幾個站台量測有偏差，能否馬上發現?

以上種種問題，就是工業4.0想解決的問題，當然這只是生產製造的部分，其他還有業務端接單出貨的金流物流各種問題，所以工業4.0認真講起來，應該是產業4.0，因為它的原文Industry就是產業的意思，即便是餐飲業，當它的規模到了一定程度，它就是一間工廠，完全可以套用I4.0。

工業4.0概念

若要對I4.0有一點概念，最常被拿來講的例子就是綜觀這300多年來，下面這四個工業進程

工業1.0 – 蒸汽機問世，人類開始運用蒸汽動力
工業2.0 – 電動設備導入生產線，取代大量人力
工業3.0 – 利用電腦控制設備，做生產自動化
工業4.0 – 利用網路技術，連結工廠的所有設備與資訊，做出最佳反應

連結設備與資訊，講得廣義一些就是要整合物流與資訊流，也就是一般講的虛實整合CPS(Cyber Physical System)，這個概念甚至可以橫跨全球，做到日不落製造。

虛實整合的好處

各位可能會認為工廠在生產東西時，只是把零件拿來焊接或是組裝起來，然後就能裝上卡車出貨了，大原則是這樣沒錯。

由於零件眾多，為了釐清責任與狀況追蹤，在每一個階段，都有帳料的移轉工作：管料的要把帳轉給領料的，領料的要把帳轉給生產線，產線組裝完成之後才能把產品轉帳給倉管，一層層轉下去。如果工廠小，這個流程就很簡單，如果工廠很大，光找人簽核就花掉不少時間精神。

最早以前是用紙本方式簽單轉帳，後來有了電腦就改用電子簽核，看來有進步，但是料件卻還是人工領料，結果是料件可能還是有少，還是可能有領錯料的情況。曾經有位彩妝師跟我說，公司的化粧品明明領用的時候每個都有刷條碼，但是倉庫盤點時就是會少那麼幾個，她也找不出原因，這就是物流(料件)與資訊流(簽單)分開時容易發生的狀況。

既然現在的設備都由電腦控制，網路技術也很成熟，於是我們就希望透過網路與自動化將物流與資訊流結合，由自動化設備從領料、轉料帳、組裝、到出貨，中間不再有人為介入，這樣除了能全消除人為因素之外，更重要的是可以透過網路與資訊設備隨時監控生產狀況。

所以虛實整合CPS就像是生產線的X光機一樣，隨時可以看穿工廠內的任何動態，有任何問題便可以從大局著眼，大大縮短了決策時間。否則光是工廠內部各部門為了保有自己的KPI，彼此互不相讓，在客戶眼中就是反應慢，競爭力就流失了。

中小企業的現況

台灣過往的經濟奇蹟，靠的是龐大擁有堅韌求生意志的中小企業撐起來的，他們大多在嬰兒潮的時代起家，時至今日企業主也老了，有些也交給第二代接棒了，但是他們的工廠設備卻是多年前購入的，現有設備根本無法與網路結合，若買新設備等於重複投資，而且對於一間運轉了30年以上的公司，面對工業4.0的建議，要改變作法與觀念，可說心有餘力不足。

因此北科大期望自己能成為工業學校，作為輔導企業轉型為工業4.0的先驅，在這一點上，我發現北科大機械系丁振卿主任花了非常多心力在這裡，我其實不認識他，我只有聽他在台上講5分鐘，我就清楚知道他想傳達的理念與做法，而且他還真的去實踐了。

那…傳達理念有很特別嗎? 對我來說是的，因為能在幾分鐘之內明確表達自己的理念與需求，而且還帶有說服力，是需要經過相當訓練的，這不是件容易的事情。因此你會發現，現場與會的人有官方與產業界，我心想這北科大真厲害，竟然能找到這麼多人來，聽過丁主任講話之後我就能理解，這一切都不足為奇了。

工業4.0的共同架構

既然I4.0的願景是要讓產業能夠智能化、甚至全球化，那麼無論在物流與資訊流上面，各個站別甚至不同工廠之間就應該要有個共同的架構，這樣才能達到資訊交換的目的。目前這個大架構稱為RAMI 4.0，說它大它還真的管很大，因為它從設備、通訊、管到商業行為，所以它只是一個概念架構而已，真正要實現還需要靠扎扎實實的protocol來實作。

就好像網路的7層layer也只是個架構，真正要實作、要能通訊，還是得像俄羅斯娃娃一樣，利用不同的通訊協定從PHY/MAC/IP/TCP/HTTP這樣一層一層包上來，才能實際運作。

所以我認為工業4.0的願景很美好，起步階段是需要陣痛期的，但企業若今天撐不過明天就死了，因此需要有人為他們做尖兵，目前看來是北科大拿到政府的補助要來做這件事情，所以他們建置了一個小型的智能工廠，如果成功我想會是產官學界三贏的局面，如果失敗也不會是完全零分，至少對學生來說總是有間可以實際操作的工廠。