前言—因應(yīng)德國(guó)工業(yè)4.0趨勢(shì)
根據(jù)日經(jīng)BP社日經(jīng)技術(shù)在線資料，德國(guó)西門子工業(yè)解決方案集團(tuán)高級(jí)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)部門副總裁Dieter Wegener表示：工業(yè)4.0為德國(guó)政府推進(jìn)之『高科技戰(zhàn)略』(High-Tech Strategy)，是為了讓德國(guó)在解決世界面臨之諸多課題時(shí)擁有主導(dǎo)權(quán)，提出工廠會(huì)解決全球問(wèn)題之理念，帶動(dòng)起第四次工業(yè)革命。
根據(jù)臺(tái)灣2015年行政院生產(chǎn)力4.0科技發(fā)展策略會(huì)議，西門子數(shù)位工廠/製造工業(yè)暨驅(qū)動(dòng)科技事業(yè)部鄭智峰博士專題演講題目--德國(guó)工業(yè)4.0：臺(tái)灣邁向未來(lái)製造中，提出國(guó)家經(jīng)濟(jì)與製造業(yè)面臨的大趨勢(shì)中，全球化、人口變化、城市化及氣候暖化已經(jīng)是大的趨勢(shì)，而製造業(yè)面臨全球競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品生命週期縮短、顧客需求多樣化、各國(guó)人工成本增加、材料成本上升、能源之不確定性及可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保等議題，帶來(lái)了工業(yè)之新的需求，如提高營(yíng)運(yùn)效率與能見(jiàn)度、提高複雜產(chǎn)品的靈活性、加快投放市場(chǎng)之步伐與改進(jìn)材料品質(zhì)與工藝等。各國(guó)也紛紛提出對(duì)應(yīng)策略，如德國(guó)工業(yè)4.0項(xiàng)目中物理融合系統(tǒng)CPS之物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)；中國(guó)之十二五對(duì)高端設(shè)備業(yè)提出智能製造的方向及美國(guó)高級(jí)製造伙伴計(jì)畫AMP以重振美國(guó)製造業(yè)實(shí)力及吸引企業(yè)回流等，期能藉此調(diào)整以往美國(guó)經(jīng)濟(jì)，以上可見(jiàn)各國(guó)除在厚實(shí)生產(chǎn)要素上，更強(qiáng)化高級(jí)生產(chǎn)要素。
臺(tái)灣企業(yè)于此產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時(shí)刻，由行政院主導(dǎo)之生產(chǎn)力4.0科技發(fā)展策略，期許帶動(dòng)臺(tái)灣新一波之競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，藉此，筆者于經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域中，推廣輔導(dǎo)企業(yè)如何應(yīng)用精益生產(chǎn)及自動(dòng)化之技術(shù)，在工業(yè)4.0之洪流中，參與協(xié)助政府之生產(chǎn)力4.0理念，共同為企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供協(xié)助，藉此提出以下相關(guān)議題之探討。
工業(yè)4.0整體概念
在物流沙龍中提出，工業(yè)4.0係利用物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，縮寫 IOT）與網(wǎng)際網(wǎng)路等服務(wù)，以達(dá)到改革生產(chǎn)流程及提高競(jìng)爭(zhēng)力等目的。因此，製造業(yè)在面對(duì)生產(chǎn)效率、速度及靈活性挑戰(zhàn)時(shí)，其需要具備有「投放市場(chǎng)之時(shí)間」(Time-to-market)以對(duì)應(yīng)客戶多樣化需求之靈活性，生產(chǎn)出高精度、高品質(zhì)多品種小批量之智能產(chǎn)品，建構(gòu)出從智慧工廠到智能生產(chǎn)之體系，其運(yùn)作體系將做到即時(shí)性制定生產(chǎn)計(jì)畫，依照需求做到隨選生產(chǎn)(Production on Demand)，當(dāng)工業(yè)4.0要解決以上種種問(wèn)題時(shí)，勢(shì)必造成空前之工業(yè)革命，為此數(shù)位化企業(yè)網(wǎng)提出工業(yè)4.0引領(lǐng)之製造變革，將在全球範(fàn)圍內(nèi)掀起一場(chǎng)「腥風(fēng)血雨」，更強(qiáng)調(diào)這是一場(chǎng)沒(méi)有煙硝之「世界大戰(zhàn)」。
工業(yè)4.0之演變，從第一次工業(yè)革命18世紀(jì)后半期以蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠之機(jī)械化、第二次工業(yè)革命19世紀(jì)后半期以電力實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；可a(chǎn)、第三次工業(yè)革命 20世紀(jì)后半期以電氣與資訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)製造業(yè)自動(dòng)化，第四次工業(yè)革命主要以實(shí)現(xiàn)「智能工廠」：透過(guò)虛實(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)CPS(Cyber Physical System)實(shí)現(xiàn)之新製造方式，其中CPS：是一個(gè)結(jié)合電腦運(yùn)算領(lǐng)域以及感測(cè)器和制動(dòng)器裝置之整合控制系統(tǒng)，主要內(nèi)容為：
1. 通過(guò)傳感網(wǎng)緊密連接現(xiàn)實(shí)世界。
2. 將網(wǎng)路空間之高級(jí)計(jì)算能力有效運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)世界中。
3. 在生產(chǎn)製造過(guò)程中與設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)之所有資料整合。
4. 通過(guò)感測(cè)器採(cǎi)集并進(jìn)行分析，形成可自律操作之智慧生產(chǎn)系統(tǒng)。
如此，能夠透過(guò)網(wǎng)路即時(shí)將所有相關(guān)資訊，自主切換生產(chǎn)方式及更換生產(chǎn)材料，從而調(diào)整為最佳生產(chǎn)作業(yè)。能夠?qū)崿F(xiàn)為每個(gè)客戶、每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行不同之設(shè)計(jì)、零件構(gòu)成、產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)計(jì)畫、生產(chǎn)製造、物流配送，杜絕整個(gè)系統(tǒng)??之浪費(fèi)環(huán)節(jié)。筆者認(rèn)為L(zhǎng)ean Production過(guò)去由以人為主之智能化生產(chǎn)，未來(lái)Lean Production將邁向以自主生產(chǎn)系統(tǒng)為主之智能化生產(chǎn)，將是當(dāng)前臺(tái)灣中小企業(yè)所必須面對(duì)的課題。
精益生產(chǎn)與自動(dòng)化的課題探討
筆者過(guò)去推動(dòng)精益生產(chǎn)與自動(dòng)化數(shù)十年，過(guò)程中主要目的為喚醒過(guò)去以大量化生產(chǎn)之企業(yè)，提出一套因應(yīng)多樣少量化之製造業(yè)自動(dòng)化全方位規(guī)劃方式，其輔導(dǎo)重點(diǎn)在于引導(dǎo)企業(yè)主放棄大量生產(chǎn)之傳統(tǒng)式生產(chǎn)方式，CPC輔導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在幾家企業(yè)輔導(dǎo)中從改變觀念開(kāi)始，突破舊有思為實(shí)現(xiàn)以製程別為主之連線化作業(yè)，讓一家生產(chǎn)貨架企業(yè)從過(guò)去生產(chǎn)週期40幾天經(jīng)過(guò)一年半以來(lái)已經(jīng)降至剩下20幾天，公司真正感受到精益生產(chǎn)的價(jià)值，并且積極努力實(shí)現(xiàn)達(dá)成15天之目標(biāo)。另一家電子業(yè)之組裝生產(chǎn)線，經(jīng)過(guò)3個(gè)月完成組裝線之一件流示範(fàn)生產(chǎn)線，透過(guò)生產(chǎn)線平衡、工作站布置及簡(jiǎn)易自動(dòng)化治具輔助等精益生產(chǎn)改善技法，每人產(chǎn)值已經(jīng)提高17%，未來(lái)三個(gè)月將全面鋪開(kāi)，預(yù)期可以全面提高20%效率以上，經(jīng)與業(yè)者討論，以上關(guān)鍵在于實(shí)施精益生產(chǎn)理念后帶動(dòng)起全公司之希望，未來(lái)更預(yù)期由局部自動(dòng)化發(fā)展到適合任何階段之自動(dòng)化生產(chǎn)需求，重要是他們已經(jīng)找到一套因應(yīng)顧客多樣少量化正確生產(chǎn)方式，不再是利用傳統(tǒng)之大量生產(chǎn)方式與盲目追求以自動(dòng)化解決人力不足之窘境。
除此，另一家企業(yè)生產(chǎn)航太及汽車等產(chǎn)品，過(guò)去10年來(lái)導(dǎo)入精益生產(chǎn)后，于過(guò)程中增加上下游之價(jià)值整合生產(chǎn)體系，順應(yīng)技術(shù)之需要投資購(gòu)置歐美先進(jìn)高性能製造設(shè)備，為此，10年的努力已經(jīng)逐漸提升到競(jìng)爭(zhēng)者無(wú)法超越的生產(chǎn)能力，與建立屬于自己獨(dú)特之生產(chǎn)系統(tǒng)，近期更積極導(dǎo)入ERP及精益生產(chǎn)資訊化系統(tǒng)等，該公司經(jīng)營(yíng)者提出面臨工業(yè)4.0洪流中若不積極導(dǎo)入相關(guān)因應(yīng)措施，不是與業(yè)者競(jìng)爭(zhēng)之問(wèn)題，擔(dān)心將被國(guó)際市場(chǎng)所排除在外，經(jīng)過(guò)分享，我們共同擔(dān)心的是產(chǎn)業(yè)中還有這幺多的企業(yè)連進(jìn)入精益生產(chǎn)境界都沒(méi)有，即使導(dǎo)入一些設(shè)備自動(dòng)化也無(wú)法順應(yīng)多種少量之生產(chǎn)需求，更難一蹴可幾導(dǎo)入工業(yè)4.0之相關(guān)改善措施，藉此呼吁企業(yè)在導(dǎo)入工業(yè)4.0之前必須走正確的路，先認(rèn)定它不是一種單純自動(dòng)化與物聯(lián)網(wǎng)就可成功，是一種觀念與系統(tǒng)改革的發(fā)展過(guò)程，把它當(dāng)成企業(yè)發(fā)展策略的議題，先接受它，實(shí)現(xiàn)它，才能有機(jī)會(huì)盡快進(jìn)入工業(yè)4.0的時(shí)代。
結(jié)語(yǔ)—全新之工業(yè)藍(lán)圖
物流沙龍?zhí)岬皆谥腔刍?、網(wǎng)路化之世界里，物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)際網(wǎng)路將滲透到所有關(guān)鍵領(lǐng)域，創(chuàng)造新價(jià)值之過(guò)程逐步發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將重組，傳統(tǒng)行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式，因此，工業(yè)4.0帶動(dòng)之工業(yè)變革：
1.將使得工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程更加靈活、堅(jiān)強(qiáng)。
2.將發(fā)展出全新之商業(yè)模式和合作模式。
3.將帶來(lái)工作方式和環(huán)境之全新變化。
4.將促進(jìn)形成全新之虛實(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)平臺(tái)。
例如汽車生產(chǎn)按照事先設(shè)計(jì)好之生產(chǎn)方式，儘管實(shí)施混流生產(chǎn)方式，但受眾多機(jī)械之硬體限制，無(wú)法發(fā)揮出更多之功能，操作工人分布于各個(gè)工廠，無(wú)法掌握整個(gè)生產(chǎn)流程，很難即時(shí)滿足客戶需求。未來(lái)汽車生產(chǎn)零件供給出現(xiàn)瓶頸，能夠及時(shí)調(diào)度其他車型之生產(chǎn)資源或零件，繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。未來(lái)每個(gè)車型自律性選擇適合生產(chǎn)模組，進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝配作業(yè)。能夠動(dòng)態(tài)管理設(shè)計(jì)、裝配、測(cè)試等整個(gè)生產(chǎn)流程，既保證生產(chǎn)設(shè)備之運(yùn)轉(zhuǎn)效率，又使生產(chǎn)種類實(shí)現(xiàn)多樣化。因此，在全新之工業(yè)藍(lán)圖中必須先由傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)入精益生產(chǎn)與自動(dòng)化整合階段，一點(diǎn)一滴的邁向工業(yè)4.0的境界，尤其中小企業(yè)，路途雖很遙遠(yuǎn)，藉此再次呼吁盡快將精益生產(chǎn)系統(tǒng)與自動(dòng)化議題轉(zhuǎn)化成為公司戰(zhàn)略性議題，以面對(duì)工業(yè)4.0時(shí)代之來(lái)臨。
