工业4.0是德国于2012年所提出的发展计划名词,旨在整合资通讯软硬件,建立虚实整合系统(Cyber-PhysicalSystems;CPS),继而以此为核心,辅以智能工厂为精髓,促使制造产业迈向高值化;尽管看似仅为一国创造出来的词汇,然而影响范围却遍及全球,连带掀起第四次工业革命。
工业4.0的核心概念是,在生产制造过程中,整合计算、通讯与控制的CPS,连结物联网,建构智能工厂,形成智能制造与服务的全新商机与商业模式。扮演核心技术的CPS,负责整合计算、通讯与控制;应用在生产制造过程的CPS则是CPPS(Cyber-PhysicalProductionSystems),个中含括虚拟设计分析、感测、控制、制程/设备、信息交换与生管系统,而CPPS所创造出来的智能工厂,即可称之为工业4.0的精髓。
透过工业4.0理念的落实,一方面可望解决工业生产时,举凡超接订单、库存过多或过少、以及不定时生产等需求,二方面则促使未来工业产品知道自己制成的时间,或知道应当采用哪些参数,才能让自己达到完美状态。
一边走的是全人力制造路线,可轻易解决产品生命周期短绌之频繁换线问题,惟制造的可靠度与效能备受限制、难以提升;
另一边则采取全自动化模式,尽管能够有效提高生产制造的可靠度及效能,然而技术开发与建置成本不菲,套用于以往大量生产(Massproduction)情境倒还合情合理,一旦进入当今诉诸少量多样的主流制造趋势,便难以为继。
反观工业4.0,则奠基于数字化、虚拟化、网络化之智能生产系统,着重人机协同,故而能够巧妙地在前述M型两端取其中道,形成智能自动化(简称新局面。
一座真正进入智能化的工厂,主要是善用ICT硬件、软件与系统整合技术,使其生产行为具有感测联网(IoT)、资料搜集分析(BigData)、人工智能(AI)、虚实系统整合、人机协同作业等特色,进而可以实现诸多营运创新目标,包括了自主调整厂区与产线的产能配置,自主调整上下游供应配送,自主优化生产环境的资源与能源配置,辅助人员正确完成各种操作及组装,以及实时逆向追踪生产进度与历史。