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工业4.0热潮不断 驱使制造业抢建智能工厂

导读: 近年来翻阅各大报章媒体,不时可见工业4.0词汇穿梭其中,甚至有人将工业4.0视为掀起新一波淘汰赛的触媒,点出诸如德国等欧美先进国家,已经凭借智能制造,开始建立向中国抢单的实力,由此凸显中国制造业尽速从自动化迈向智动化的迫切性。

  近年来翻阅各大报章媒体,不时可见工业4.0词汇穿梭其中,甚至有人将工业4.0视为掀起新一波淘汰赛的触媒,点出诸如德国等欧美先进国家,已经凭借智能制造,开始建立向中国抢单的实力,由此凸显中国制造业尽速从自动化迈向智动化的迫切性。

  众所周知,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-Physical Systems;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。

  深究工业4.0内涵,主要涵盖三大关键要素,一是以CPS为核心技术,CPS透过人与机器的交相连结,以及与物理世界互动,运用网络以远程、可靠、实时、安全、协作的方式,去操控物理实体;二是以智能工厂为主要精髓,实时控制整个价值创造网络,从订单到交货的链接,实现产品及其生产系统生命周期工程的整合;三是以“人”为关注焦点」,从业人员被定义为升级的操作者,可藉由技术支持提升自身能力,乃至由单纯的生产操作者,晋升为管理者与控制者。

  以CPPS打造智能工厂可谓工业4.0精髓

  总括而论,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-Physical Production Systems),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。

  回顾以往,论及生产制造,其实彷若M型两端,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「智动化」)新局面。影响所及,全球众多国家纷纷掀起泛工业4.0热潮,除了德国提出工业4.0计划外,美国也在2013年推动先进制造伙伴计划(AMP),旨在进行先进研发,借此重新取得国际制造竞争力领先地位;中国在2015年推出中国制造2025(Madein China 2025)乃是实施制造强国战略下第一个十年行动纲领,内含国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高阶装备创新等重要领域的重点工程实施方案。

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