德國在2012年提出工業(yè)4.0概念後，各大製造設(shè)備供應(yīng)商與各國政府紛紛跟進(jìn)，提出類似的智慧製造概念政策，雖然各國政策內(nèi)容不一，不過仍有其交集之處，現(xiàn)在的智慧製造概念，是讓製造業(yè)中各企業(yè)運(yùn)作包括IT與OT各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)可被擷取、儲(chǔ)存、運(yùn)算、分析，再依需求做出各類決策與指令，而要達(dá)到此目標(biāo)的前提是，所有數(shù)據(jù)都必須數(shù)位化，透過數(shù)位化，後端的系統(tǒng)才能進(jìn)一步處理相關(guān)資料，也因此，數(shù)位化會(huì)是打造智慧工廠的第一步。
提升自身價(jià)值 因應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境
對(duì)於這次的智慧製造趨勢(shì)，參數(shù)科技（PTC）資深協(xié)理汪崇真指出，無論是工業(yè)4.0或智慧製造，強(qiáng)調(diào)的是價(jià)值而非製造，也就是回歸製造業(yè)本質(zhì)，全球消費(fèi)行為改變驅(qū)使產(chǎn)品生命週期縮短，製造業(yè)者如何滿足客戶少樣大量、少樣少量需求，成為贏得訂單的條件之一，企業(yè)必須提高製造生產(chǎn)效率與應(yīng)變客戶需求能力，才能創(chuàng)造產(chǎn)品附加價(jià)值進(jìn)而維持競(jìng)爭力。
| 圖1 : PTC資深協(xié)理汪崇真指出，大數(shù)據(jù)是知易行難，他建議製造業(yè)可以借助專業(yè)廠商的力量，協(xié)助企業(yè)完成「行難」這部分的工作。（攝影／王明德） |
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製造服務(wù)化、服務(wù)創(chuàng)新是臺(tái)灣製造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的重要途徑，是無法單純靠產(chǎn)品品質(zhì)來維持競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，尤其臺(tái)灣越來越多製造業(yè)為了邁向國際市場(chǎng)，在有限資源底下持續(xù)不斷創(chuàng)新，除了產(chǎn)品創(chuàng)新外，管理、流程、組織創(chuàng)新，創(chuàng)造產(chǎn)品附加價(jià)值等各層面都必須同步跟上，才能在競(jìng)爭激烈的市場(chǎng)中站穩(wěn)腳步，
從整體來看，現(xiàn)在製造業(yè)面臨的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)是客戶的急單變多、產(chǎn)品生命週期縮短、產(chǎn)品類別少量多樣，在此態(tài)勢(shì)下，製造業(yè)者必須提升生產(chǎn)效率、速度、靈活性，以因應(yīng)未來少樣單件所帶來的挑戰(zhàn)，如生產(chǎn)效能、庫存管理、物料採購，進(jìn)而縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，提高產(chǎn)品種類擴(kuò)大需求，滿足個(gè)性化生產(chǎn)需求等，要滿足這些需求，就必須從數(shù)位化著手，透過數(shù)位化，讓OT與IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以無縫串接，從而延伸出更多系統(tǒng)功能與價(jià)值。
例如讓製程管控可視化，將工廠的產(chǎn)品製程，包括原物料管控及流程，均可直接即時(shí)的展示，利於全盤掌握製程的現(xiàn)況，而由於製程中所蒐集的相關(guān)數(shù)據(jù)，均可保留在資料庫中，透過妥善的資料採礦管理，決策者可以進(jìn)行完整的資訊分析，以進(jìn)行後續(xù)的生產(chǎn)規(guī)劃，或是根據(jù)生產(chǎn)線的現(xiàn)況，規(guī)劃生產(chǎn)機(jī)具的維修保養(yǎng)。
或是可全方位系統(tǒng)監(jiān)管，讓製造設(shè)備具有完整的感知能力，以感測(cè)器做連結(jié)，讓控制系統(tǒng)可以進(jìn)行識(shí)別、分析、推理、決策、以及控制功能。企業(yè)建立一個(gè)擁有完整設(shè)備資訊及回饋機(jī)制的資料庫，透過系統(tǒng)平臺(tái)累積的各種資訊，讓決策者更能掌握產(chǎn)品完成時(shí)程，像是透過各類軟硬體的應(yīng)用，建立內(nèi)控預(yù)警機(jī)制，從訂單開始到產(chǎn)品製造完成、入庫的生產(chǎn)製程資訊，都可在資料庫中一目了然；當(dāng)遇到製程異常時(shí)，決策者可更為迅速反應(yīng)，以促進(jìn)有效的工廠運(yùn)轉(zhuǎn)與生產(chǎn)，提供即時(shí)客戶服務(wù)。
Digital Twin讓設(shè)計(jì)更精準(zhǔn)
除了製程管理外，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)端早已採用數(shù)位化技術(shù)，近年來無論在技術(shù)或應(yīng)用都仍持續(xù)強(qiáng)化，PTC I*Center Taiwan MCAD技術(shù)總監(jiān)鄭景懋指出，過去的設(shè)計(jì)多只能靠經(jīng)驗(yàn)傳承，透過數(shù)位化，則可以將這些無形的經(jīng)驗(yàn)完整保留，且具體的再次呈現(xiàn)，同時(shí)透過數(shù)位工具的邏輯判斷，讓設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)產(chǎn)品更有洞察力、更理解產(chǎn)品。
他以PTC的CAD平臺(tái)Creo 4.0在賽車設(shè)計(jì)為案例指出，Creo 4.0在2017年加入可結(jié)合AR與IoT應(yīng)用的Digital Twin解決方案，可為客戶帶來更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，過去的賽車設(shè)計(jì)，都是設(shè)計(jì)師在電腦上模擬車體與環(huán)境的狀況，像是引擎中的進(jìn)氣閥角度、氣流、溫度等，最後再將結(jié)果輸出，製造出實(shí)體車輛，並讓車輛在路上反覆實(shí)測(cè)，逐步調(diào)整各部件的位置，此一過程必須不斷重複，且未必能調(diào)整出最精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。
| 圖2 : PTC I*Center Taiwan MCAD技術(shù)總監(jiān)鄭景懋表示，產(chǎn)品設(shè)計(jì)端早已採用數(shù)位化技術(shù)，近年來無論在技術(shù)或應(yīng)用都仍持續(xù)強(qiáng)化。（攝影／王明德） |
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Digital Twin的方式則是在車體各部件中建置感測(cè)器，由感測(cè)器紀(jì)錄引擎進(jìn)氣閥的各種連續(xù)數(shù)據(jù)，在電腦系統(tǒng)中建立起數(shù)位模型，設(shè)計(jì)師可依據(jù)來自現(xiàn)實(shí)運(yùn)作的數(shù)據(jù)，讓設(shè)計(jì)可以一步到位的貼近實(shí)際應(yīng)用狀況，不再經(jīng)過重複的假設(shè)與調(diào)整流程，不但可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)還提升產(chǎn)品品質(zhì)。
釐清需求 劃出智慧藍(lán)圖
透過這些數(shù)位化平臺(tái)與工具所架構(gòu)的智慧工廠，這幾年市場(chǎng)已快速成形，再加上經(jīng)過廠商不斷的市場(chǎng)教育，現(xiàn)在已開始有製造業(yè)者導(dǎo)入相關(guān)架構(gòu)，對(duì)此汪崇真認(rèn)為，智慧化將可提升製造業(yè)競(jìng)爭力，不過他也建議製造業(yè)者在導(dǎo)入智慧工廠時(shí)，必須先畫出完整藍(lán)圖，如此方能清楚定位每一步建置的背後意義，後續(xù)導(dǎo)入的系統(tǒng)也能完全鏈結(jié)。
導(dǎo)入智慧工廠必須從設(shè)備數(shù)據(jù)的採擷開始，目前已有臺(tái)灣製造業(yè)者著手建置大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，汪崇真指出，數(shù)據(jù)的採擷是為了解決問題，不同問題所需要的數(shù)據(jù)類型不全然相同，例如馬達(dá)預(yù)修診斷，就必須取得震動(dòng)數(shù)據(jù)，要提升設(shè)備稼動(dòng)率，就需要設(shè)備的運(yùn)作時(shí)間，因此製造業(yè)者必須先行釐清本身要解決的問題，不過他也表示，現(xiàn)在多數(shù)的決策者都知道智慧工廠要做大數(shù)據(jù)，不過大數(shù)據(jù)是知易行難，大家都知道很重要，但要實(shí)際做出來會(huì)困難重重，對(duì)此他建議企業(yè)可以借助專業(yè)廠商的力量，像是PTC就已有相關(guān)的專業(yè)平臺(tái)，協(xié)助企業(yè)完成「行難」這部分的工作。
汪崇真最後也提醒製造業(yè)者，智慧製造系統(tǒng)屬於全新概念，在導(dǎo)入時(shí)必須與原有的程序搭配，例如食品廠的原料配方管理或組裝廠的機(jī)器手臂等，稍具規(guī)模的製造商在導(dǎo)入智慧製造系統(tǒng)前，都已有相關(guān)的製程或管理制度，新系統(tǒng)的導(dǎo)入必須與這些舊的做法融合，如此方能減少磨合期，同時(shí)讓製造系統(tǒng)更貼合需求。
**刊頭圖（Source: MSPoweruser）
