工業4.0蔚為風潮 專家破解常見迷思

  • 謝明珊
製造業掀起工業4.0熱潮,希望藉此改變製造業的局勢。法新社

製造業掀起工業4.0熱潮,希望藉此改變製造業的局勢。Epicor Software長期針對製造業提供企業軟體服務,Epicor製造業投資組合行銷副總裁Terri Hiskey接受Manufacturing Global專訪暢談工業4.0。

Hiskey認為,大部份製造商都同意第四次工業革命將對製造業造成莫大影響,近年來紛紛把希望寄託在工業4.0。隨著連網技術迅速發展,包括優質感測器、更可靠而強大的網路、高效能運算(HPC)、機器人、人工智慧(AI)、認知科技和擴增實境(AR),再結合3D列印、雲端運算、行動裝置和大數據,將改變產品設計和製造的方式,同時影響資料如何被收集、儲存和分析,最後將以前所未見的方式改變製造業。

工業4.0一詞相當熱門,但也引發不少迷思。Hiskey指出,大家對工業4.0最大的誤解,莫過於把它跟網路經濟和物聯網(IoT)混為一談。網路經濟是人員、裝置和產業的即時連線,物聯網則是網絡經濟的技術基礎,工業4.0是網路經濟和物聯網在製造業的實現。

工業4.0在全球蔚為風潮,但仍有地域之別,像歐洲就比北美更加重視工業4.0。Hiskey認為這是工業4.0源自歐洲的緣故,2011年1月,德國聯邦政府發起「未來計畫」(Future Project),工業4.0主要是歐洲的概念,但也在北美和亞洲引發濃厚的興趣。

美國啟動高階製造夥伴計畫(AMP),以國家的力量整合產官學界,來創造優質的製造業工作機會,同時提升美國的全球競爭力,大陸2015年「大陸製造2025」計畫也是要產業升級,這些計畫都是受到德國工業4.0的啟發。

大多數人以為工業4.0是大廠商的專利,但Hiskey認為,無論大廠商或小廠商,皆可從物聯網、3D列印、雲端運算、行動裝置和大數據獲益,這些新技術的成本也會逐漸降低,讓所有廠商都有機會採用。

舉例來說,20世紀企業資源規劃(ERP)和製造執行系統(MES)等技術,本來專為大型製造商而設計,前期須投注大量資金於軟體和基礎設施,後期也需要強大IT資源進行維護,但如今小型製造商也負擔得起。

不過,Hiskey仍認為落實工業4.0將面臨阻礙,例如跟第三方供應商合作時,可能有網路安全和資料所有權的問題,缺乏明確的執行計畫或評估成敗的標準、資源不足等,但最大的挑戰還是如何堅持到底。

企業內部到底該由哪個部門負責部署工業4.0呢?大多數人會想到工程和IT部門,但Hiskey指出,工業4.0若不是從高階管理階層上行下效至製造現場,或者讓全公司都接受這個概念,最後的成效恐怕有限。

工業4.0發展至今有幾個標準並存,包括OPC UA (IEC 62541)、ISA95 (ANSI/ISA-95/IEC 62264)和IEC 61131。Hiskey指出,德國工業4.0重視對標準和架構的定義,但美國IT大廠所成立的工業物聯網聯盟(IIC)致力於發起和協調測試平台。

工業4.0在製造業普及之前,必須先執行一些配套措施。工業4.0對於製造業勞動力衝擊很大,不僅要培訓既有的勞工,還要確保教育體系為學子做好準備,此外資安疑慮也值得注意,再者製造業另外提撥資金投資工業4.0,亦可能導致營運利潤降低。

未來10年工業4.0將改變工程師設計和製造產品的方式,連網產品需要全新的技術設施,所謂「技術堆疊」(technology stack)包括新產品硬體、內建軟體、連網、產品雲端、產品生命週期管理(PLM)、MES、供應鏈管理(SCM)、資產管理和企業品質管理。

另一方面,積層製造正在改變製造方式,製造商可以直接用電腦輔助設計(CAD)資料來製造原型、工具和終端零件,大幅縮短到貨時間和生產成本。

Epicor長期作為工業4.0轉型的重要推手,旗下雲端ERP方案為了支援工業4.0計畫,以服務導向架構建立模組平台。鑑於使用者需要透過平板電腦和智慧型手機取得ERP資料,Epicor支援回應式設計和各種行動裝置。

Epicor旗下MES提供高效能內建人機介面(HMI),讓製造商透過以瀏覽器為主的運算裝置來連接、管理和監控流程和系統,進而更瞭解製造現場的運作情況。