全球工業國家現今面臨產業外移、工資負擔上漲等問題，為了因應產業轉型，德國政府率先提出「工業4.0」計畫，以提升製造業的智慧化轉型。

 

工業4.0之足－奠定4.0時代的前三次工業革命

工業4.0（Industry 4.0）最早由德國漢諾瓦工業博覽會在2011年提出，工業4.0並不是指第四次工業革命，而是新一代工業轉型的概念。回顧歷史的三次工業革命，第一次工業革命（18世紀60年代至19世紀上半期）以機器取代人力、獸力，許多依賴人力完成的工作轉為機械化生產，為機器化時代。第二次工業革命（19世紀中後期至20世紀初）以科學和技術結合，轉為生產力，使用電力進行大規模生產，為電氣化時代。第三次工業革命（20世紀後期）以電子裝置及資訊技術使傳統工業更機械化、自動化，為資訊化時代。工業4.0以網路實體系統（Cyber-Physical System, CPS）為核心，是實體物理世界和虛擬網路世界結合的時代，利用物聯網（Internet of Things，IoT）達成實體世界的資料收集，並以大數據（Big Data）進行分析及控制，將製造過程智慧化轉型，達到智慧工廠的概念。

 

工業4.0之手－提升製造價值

工業4.0與前三次工業革命最大的不同是：三次工業革命為透過機械化、電氣化、自動化、資訊化等方式大幅增加生產能力。工業4.0則不再以製造方面的生產量為重點，而是以客戶端需求出發，提供客製化的產品或服務。為什麼要這麼做呢？產品在製造時，會因為商品的特性和附加價值不同，客戶的需求也會有所不同，因此會產生商品需求上的差異性。工業4.0的概念將重心由製造量轉移到提升製造價值上，減少生產成本和製造過程中的浪費。簡言之，便是考量需求及製造設計，將一個產品做好，不僅僅只是將一個產品製造出來，而是將商品的價值最大化。例如：機車的避震器效果會因駕駛的身高體重而有所差異，若能根據駕駛的體格設計避震器，將能夠提升避震效果，增加騎乘的舒適感，如此一來，便能進一步提升產品及製造價值，達到「智慧製造」。

 

工業4.0之眼－運作更透明化

在製造過程中，也存在著無法被掌握的不確定因素，例如：故障、機器運作誤差、產品製造缺陷等。機械中隱藏的問題，如：零件磨損或老化，往往會造成設備性能下降，運作誤差增加。工業4.0概念中，透過物聯網中的感測器進行實體世界資料收集，便是為了使這些設備故障和製造問題，在運作中轉為可預見的。機器性能下降的問題，也是這些暗藏的因素隨時間累積所造成的。因此透過感測器進行工廠內機器狀況的資料收集，再進行預測及評估，甚至加以改善，將能使工廠運作情形更加透明化。

 

推往下個工業時代的浪潮－工業4.0

工業4.0與從前的工業改革，雖然同樣是為了提升產業競爭力而進行轉型，但是相比之下，不是專注於提升生產量，而是滿足客戶需求而生產，改善產品品質，增加商品及製造價值。相信這波工業4.0的潮流，不僅能推進製造業更加智慧化，掀起新一波的工業革命，也能夠將我們的生活推往下一時代。

 

結語

工業4.0的概念在近幾年各國持續摸索下，及陸續嘗試付諸實現，希望未來能夠建構出智慧型工業的時代。接下來，分別就現今發展及未來的趨勢，我們將分為兩個部分，深入淺出談談各國為應對工業4.0時代到來所做的準備以及工廠的改變。第一篇文章將以實際的例子，一起瞧瞧現在的民間工廠是如何改良生產方式來實現智慧製造、提升運作技術和製造價值。第二篇文章即瞭解各國以及台灣為因應產業轉型，提出了哪些關於工業4.0的計畫策略？讓我們一起看看這波工業改革的浪潮，如何推動世界前進吧！

 

副總編輯：國立中山大學資訊工程學系 陳坤志教授

總編輯：國立中山大學資訊工程學系 黃英哲教授

（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫｣執行團隊撰稿）