第 127 期　電子連接產業通訊34

一、前言

面對未來美國於 2011年提出先進製造之相關政策，2013年 4月在漢諾威工業博覽會中，德國提出了「工業 4.0」(Industry 4.0)的概念以解決德國在網際網路 (Internet，互聯網 )與行動互聯網 (Mobile Internet)上面，遠遠落後美國的問題，大陸中國工程院於 2014年提出中國版工業 4.0規劃，簡稱中國製造 2025，而台灣行政院張善正副院長今年 6月 4日提出台灣科技政策 ,超越工業 4.0的生產力 4.0，看來大家都有盤算面對未來，但中小企業廠商應是一頭霧水，

各國政府提出的幾乎都由國家及產業構面觀點

出發，公司要如何進行與落實呢 ?似乎沒有人能講清楚說明白要如何因應 ?本文則嘗試由公司的角度探討因應之策略。

二、工業 4.0 之探討

科技的進步帶來了生產方式的改變，農業

時代也因蒸汽機的發明開始慢慢式微，農村人

口因工廠大量人力的需求而向城市聚集，改變

企業導入工業 4.0 之策略思維

作者 :彭永權 博士現職：台灣電子連接產業協會 祕書長 (兼 )

工業技術研究院 業務總監

一、前言

二、工業 4.0 之探討

三、企業導入工業 4.0 之策略思維

四、結語

了人類的生活方式，18世紀以後的科技進展從未停滯且越來越快，21世紀物聯網的時代來了讓全球距離更加縮短，傳遞訊息的速度也越來

越快，世界也因此而快速改變中，此文將由 (一 )工業發展的軌跡、(二 )工業 4.0的特質、(三 )產業路線、(四 )待解決難題…等逐一加以探討：

( 一 ) 工業發展之軌跡

由工業 4.0的名稱自然讓人聯想到工業1.0、2.0、3.0，筆者不厭其煩的仍先做一簡單的回顧：

1.�工業 1.0 是機械製造的時代 (18 世紀—19

世紀中期 )

從 18世紀蒸汽機的發明啟動了工業革命，動力來源由水力和風力、轉為蒸汽；生產模式

由手工操作之工作坊轉為工廠，機器大量取代

人力，廣泛運用在製造業，提高了生產效率；

煤成為工業生產主要能源，工廠不再只能建在

河邊，而是建在港口、交通樞紐或礦場附近。

2.�工業 2.0 是電氣化與自動化的時代 (19 世紀

中—20 世紀初 )

由於電力的發明又再次造成動力的革新，

電力驅動了產品大規模生產，因繼電器及電器

自動化控制技術的精進，也開創了產品批量生

產高效率的新模式。

第 127 期　電子連接產業通訊 35

3.�工業 3.0 是電子資訊化時代 (20 世紀到現在

的資訊化時代 )

在工業 2.0的基礎上，廣泛的運用電子資訊技術，使製造自動化控制程度大幅度提高，

生產效率、良品率、分工合作、機械設備壽命

都得到了前所未有的提高。工廠大量採用由

PC、PLC/單片機等電子、資訊技術自動化控制的機械進行生產，機械手臂及機器人開始能夠

逐步替代人類作業。

4. 工業 4.0

工業 4.0(Industry 4.0)是由德國政府提出的高科技戰略，投資預計達 2億歐元，用來提昇製造業的電腦化、數位化、與智慧化。目標是

建立具有適應性、資源效率、及人因工程學的

智慧工廠 (Smart Factory)，在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴。其技術基礎是智

慧整合資訊物理系統 (Cyber-Physical System，

CPS)及物聯網 (Internet of Things, IoT)。從人類科技發展的歷史軌跡我們可以簡單的分類，

蒸汽機的發明造成了第一次的工業革命 (工業1.0)；電力的發明造就了第二次的工業革命 (工業 2.0)；PC時代的來臨，使自動化的能量大增也造就了第三次的工業革命 (工業 3.0)；網際網路、物聯網 (Internet of tings)與行動通訊的進展更帶動了工業 4.0即所謂的第四次工業革命 (圖一 )

( 二 ) 工業 4.0 的特質

工業 4.0有四個特質，分別為基於 (1)網際網路的應用革新、(2)根基於個性化服務、(3)根據數據決策、(4)高效節能的革新，略述如下：

1. 網際網路的應用革新

「工業 4.0」是基於網際網路技術，也可以說工業 4.0是基於「互聯網思維」下的工業生產模式。網際網路的諸多特徵與效益，將讓工

圖一　工業 1.0 到工業 4.0 之發展

資料來源：標竿精益第 228 期

第 127 期　電子連接產業通訊36

業生產重新改觀、物聯網、雲計算，大數據等

應用將使萬物聯網零距離，去中心化與分散式

等運作模式將引起另一波革命性的發展。

2. 根基於個性化的服務

阿里巴巴集團創辦人馬雲預言，未來產業

生態都是 C2B商業模式（Customer to Business Model）。C2B商業模式將使傳統大量製造，產品供給推動的 B2C商業模式轉變成 C2B。C2B是個性化、客製化與服務的。未來 C2B屬於「小量、多樣」生產，也屬於無庫存與訂製

生產。工業 4.0的服務思維有別於工業 3.0，而是「以使用者為核心的服務」。客戶是上帝，

滿足客戶或創造客戶真實需求才是關鍵。C2B與個性化服務，會將企業的疆界打破，讓客戶

或供應商進來參與公司的技術開發、生產製造

與銷售服務。「工業 4.0」是「開放創新」或「半開放創新」，讓所有供應鏈或生態系統都以提

供服務，並滿足個性化的需求為最高基準。

3. 根據數據決策

依情報理論，所有銷售、產品發展、技術

開發、甚至人力資源決策等都是基於數據，資

料、資訊與情報的。因為互聯網技術、移動互

聯網技術與物聯網技術的運用日益成熟，生產

設備與設備的相互連結，生產數據可充分蒐集

與運用，在企業經營上掌握決策的數字化能力

將更加提升，基於更充分的數據與資訊做決策，

也更能邁向智慧製造，提高生產效率經營成果。

4. 高效節能的革新

因為水、電、氣體與石化資源等資源的逐

漸缺少，所有的生產與製造行為不得不朝向綠

色製造或節能製造方向努力。綠色製造不僅是

生產過程可節能減碳，所有產業供應鏈與企業

價值鏈也都要節能減碳，包含所生產的產品必

需節能減碳或是綠色環保的。例如再生紙、可

回收塑膠或是可回收材料製品等，在工業 4.0推動的智慧工廠將更有效率的分配與使用能源

達到高效節能。

( 三 ) 產業發展路線

產業發展的路線會依工業 4.0的到來而調整，也將影響公司未來之發展與策略佈局，首

先定義未來製造業有哪些關鍵詞 ?

1. 軟性製造

為增加產品附加價值、拓展更多、更豐富

的服務於解決方案。未來製造業企業向客戶提

供的不再是單純的產品，而是各種應用軟體與

服務形態集成於一體的整體解決方案。

2. 物理轉換成資訊

為能夠快速地回應市場多樣化需求，滿足

消費者的各項差異化需求，模組化的方式可達

快速回應之效果，作法是將標準化的零部件進

行組裝，以此來重組及設計產品。未來製造業

將更加重視在通過模組化和封裝化的基礎上進

行系統整合，拓展新的應用和服務。如果以系

統化為主導，就能相對於「物理」意義上的零

部件獲取更多的帶有「資訊」功能的附加價值。

3. 個體轉換成群體

未來發達國家的製造業將在「大規模訂製」

潮流下，根據多種多樣的個性化需求來製造，

消費者本身也將有能力把自己的需求付諸生產

製造；在發達國家，以規模化為對象的量產製

造業將生產基地逐漸轉移至新興市場國家，以

客製化為重點的多種類、小批量的製造業漸漸

成為主流。

4. 互聯製造

第 127 期　電子連接產業通訊 37

隨著網路資訊技術和互聯網、電子商務的

普及，製造業市場競爭的新要求出現了變化。

一方面，要求製造業企業能夠不斷地基於網絡

獲取資訊，及時對市場需求做出快速反應；另

一方面，要求製造業企業能夠將各種資源集成

與共用，合理利用各種資源。

5. 從智慧工廠到智慧生產

工業 4.0項目主要分為兩大主題，一是「智慧工廠」，重點研究智慧化生產系統及製程，

以及網絡化分散式生產設施的落實；二是「智

慧生產」，主要涉及整個企業的生產物流管理、

人機互動以及 3D技術在工業生產過程中的應用等。

( 四 ) 待解決難題

1. 標準化

工廠對內外的各種物料與服務進行聯網，

那麼通信方式、數據格式等許多內容都要求標

準化；除了廠內機器對機器 (M2M)外，工廠與工廠甚至企業對企業上下游都必須要有一套共

通標準去制訂與依循。

2. 複雜的系統管理

實際生產過程與各種業務管理系統協同之

後，系統整體更加複雜化，對其進行管理將更

困難；如何建置完善之管理系統將是各企業面

對的未來挑戰。

3. 通過基礎設施建設

主要是指適用於工業的、具有高可靠性的

圖二　從智慧工廠到智慧生產

資料來源：工控網

第 127 期　電子連接產業通訊38

通信基礎設施建設；此乃有賴政府構建完成之

平臺，上下游供應鏈完整系統之對接，尤其是

跨國企業更應有供應鏈管理體系之平臺，公有

體系若不足時如何架構私有體系維持也將影響

跨國企業之全球運作。

4. 網絡安全保障

工廠與外界實現互聯網之後，資訊安全的

問題更加重要，受到網絡攻擊的危險性將進一

步提升，如何保護所有資料之完整性與安全性 ?如何避免惡意軟體入侵 ?有迫切的需求去制訂一系列保障網絡安全的對策與解決方案。

三、企業導入工業 4.0 之策略思維

工業 4.0計畫目的是將製造業推向數位化及智慧，並優化現有的製造模式，帶領製造業

從人為控制的程式轉移到全自動運作，德國西

門子公司在安貝格廠已是落實工業 4.0的典範，

25年來安貝格廠空間維持在一萬平方公尺，人員也維持在 1,000人左右，因工廠轉型成智慧工廠，產能成長 8倍，良率高達 99.9988%，最近也將此概念於四川成都蓋一座新廠，初期員

工 350名，也將成為中國智慧工廠的最佳典範，然而國內廠商要如何進行呢 ?以下從 IBM的架構為基礎加以禪述，並提出筆者策略思維之拙

見供看倌們參考。

( 一 )IBM 工業 4.0 實踐藍圖

工業 4.0將是邁向未來製造必經的過程，IBM對於工業 4.0之實踐提出一藍圖 (圖三 )可供公司發展之參考，首先應決定是否要投入工

業 4.0，並納入公司中長期之策略發展規劃，由圖可以看出有三階段工作必須進行：

第一階段：工廠 / 企業內優化 (M2B�Intra-

Factory/Enterprise�Optimization)

圖三　IBM 工業 4.0 之藍圖

資料來源：IBM/ 天下雜誌

第 127 期　電子連接產業通訊 39

即是如何在數位化價值鏈的前提下打造智

慧工廠，智慧化連結所有生產設備與系統，建

立雲端與大數據平臺，運用自動化控制來管理

相關的設備及生產流程 ,推動進行的步驟為：1.建立平臺—企業必需先佈建感知網路，做到機器設備的相互連結，收集產線數據，自動

化生業流程。

2. 整 合 管 理 系 統 — 整 合 Shop Floor、MES (Manufacturing Execution System)、SCADA (Supervisor Control And Data Acquisition)、ERP等系統 (圖四 )。

3.優化工廠—利用先進分析技術即時優化產能與品質，提升工廠的能源效率，進行機台設

備的預測維修與動態生產排程，在數位化、

效率化的前提下打造智慧工廠。

第二階段：企業間價值鏈整合 (B2B�Value�

Chain�Integration)

透過供應鏈數位化的互聯，形成端到端的

價值鏈，有利於資訊的傳遞和交流，藉由先進

的預測分析，提高生產效率與增加應變能力，

作法依序是：

1.生產而設計—從產品研發生命週期的數位化開始，在設計時就以能快速量產為考量，將

產品設計與生產製造無縫整合，在正式進入

生產流程前與設計者進行協同開發。

2.供應鏈整合—適度的整合供應鏈，進行動態與即時的生產排程，以智慧化的品質與保固

管理，透過協調價值鏈中的不同夥伴，達到

虛擬工廠與全球供應鏈整合。

3.價值鏈協調—優化的過程必須用大數據解決方案不斷反覆進行，改善產品品質、生產效

率、生產力，以提昇競爭力。

第三階段：是點對點價值網路創造 (P2P�

Value�Network�Creation)

以軟體定義製造，不同的企業透過雲端互

連形成點對點價值網路，進而促成新的商業模

圖四　企業生產資訊整合流程

資料來源：台塑網

第 127 期　電子連接產業通訊40

式，降低少量多樣的個性化生產成本，滿足消

費者求新求變的需求，其做法如下：

1.行動化—這一階段的整合能夠橫跨整個價值網路，透過行動化、擴增實境、認知運算

等科技做到資訊物理系統 (Cyber-Physical Systems)，數位化整個價值網路。

2.認知運算—運用先進的認知分析能力優化價值網路的各個環節。

3.新業務和新服務—催生新的產品、服務、商業模式。

( 二 ) 策略思維

網路時代的來臨改變了人類的生活，產

業生態也跟隨著遷移，行動通訊與物聯網 IOT (Internet of things)的普及，另一次生活與工業革

命也悄悄的來臨 ,不管是德國提出的工業 4.0、美國的先進製造、還是大陸的中國製造 2025，及我國的生產力 4.0計畫 (圖五 )，都很務實的對未來的發展提出因應之構想藍圖，面對全球

化競爭的國內業者自然不能置身其外，坦然面

對跟隨腳步看來是不被淘汰的基本法則，然而

在眾說紛紜卻仍混沌之時又該如何面對 ?

1. 檢視公司發展願景

時代與環境在變，應對公司之願景加以檢

視 ,經營者必需靜下來思考，未來 10年要將公司帶往何處 ?許多中小企業創業之初不就是求生存，但經歷了十年二十年或更久的發展，許

多公司已上市櫃或已成世界級公司了，固然大

家都步步為營當在經營企業，但建立及發展合

圖五　「生產力 4.0 計畫

第 127 期　電子連接產業通訊 41

宜的願景，成為公司中心思想並有所努力與再

出發，也就是第四波的工業命後公司願景為何 ?

2. 產業環境分析

深入瞭解工業 4.0的發展現況與未來，探討對公司是商機、危機、還是轉機 ?對於機械手臂、機械人、工業電腦、自動化設備、自動

化軟體與方案…相關行業將有龐大的商機，以

企業主經營之敏銳度，深入探究，自不難發現

是商機，還是公司將面對轉型的危機。

3. 公司還停留在工業 2.0 嗎 ?

筆者多年來走訪及評鑑過 500 家以上之國內企業，發現國內中小企業自動化程度其實不

高，大部分都是省力化或局部自動化之製程設

計，這也是台商大批到大陸設廠生產之主要誘

因，三十年來台商享受了大陸廉價的生產要素

(土地與勞工 )，所以大部分的廠商以逐水草而居的遊牧思維，並沒有發展自動化，所以個人

認為許多企業仍停留在所謂工業 2.0的時代，但工資不斷的高漲，看來也不得不急起直追朝

自動化邁進了。

4. 決心與資源

國內許多企業面臨了接班的問題，第一代

的創業家都以屆退休年齡，也都有感覺經營的

壓力越來越大與及無力感，一則不捨子女辛苦

如是，二則子女根本無意接班…，讓中小企業

有多少決心邁向未來 ?然而自動化其實不只有買自動機而已，接踵而來的問題，如人才、管

理、資金…都會影響公司導入工業工業 4.0之進度與成果，沒有足夠的決心與資源看來無異

是緣木求魚。

5. 引進相關人才為轉型準備

為因應未來發展趨勢可以看出自動化人才

需求大增，M2M (Machine to machine)是基本工作，資訊人才也將不可或缺，生產線與整廠自

動化必須由合理化工作出發，只有大廠才有的

工業工程師也將發揮其效益，看來除了原有的

相關開發，製程…相關人才外，公司可能要思

考用人之重心將有所調整，以邁向未來。

6. 踏出第一步

很多人以為買自動機就是跨出第一步，非

也公司資源有限，自動機又很貴買了沒訂單怎

麼辦？個人以為應由基本功再出發，從生產製

程合理化開始，進行製程優化、標準化、省力

化，並評估投資效益開始建置局部自動化之平

臺 ,以同一體系之機構建立未來M2M之機制，及後續可連結成全自動化之規劃，加上物聯網

與大數據之應用，為將來智慧工廠奠定基礎平

臺。

7. 自動化與網路化的結合

光有自動化只解決了部分勞動力不足的問

題，,但生產資訊未能及時上網，機器間當然無法溝通，生產線不平衡的結果也會造成不同工

作站稼動率不同，透過網路連結可取得即時生

產資訊，讓決策者更能有效率地完成決策並達

成有效果之智慧生產。

8. 由數位化邁向智慧化

工廠生產線上報表均以人工抄錄，由於製

程以流水線及工作站連接，很難取得即時資料，

在網路化後連結所有機器設備M2M (Machine to machine)，加上 M2B (Machine to business)，除了廠內生產線可取得平衡，不同廠及上下游也

都能同步取得資訊，供應鏈管理 (Supply Chain Management，SCM)又能進一步地提高效率，在全化的競爭更能脫穎而出，進一步提高了產

業競爭力，西門子在 2014年就以 16個月打造

第 127 期　電子連接產業通訊42

一輛超跑 ,(縮短了一半以上的時間 )，這就是透過生產自動化與智慧化的成果。

9. 邁向掌握客戶需求而設計生產之未來

由於萬物聯網，客戶的需求可經由大數據

之運算掌握，從產品設計端就可運用工業 4.0系統化運作大幅縮短開發時辰與新產品推出時

機，再加上工業 4.0系統化的運作，也將解決目前工廠面臨的一連串問題。

四、結語

根據臺灣西門子數位工廠與製程工業暨驅

動科技事業部總經理鄭智峰認為，臺灣邁向工業

4.0的道路上，目前仍有 4大考驗，一是欠缺完善的工廠數位佈局規畫，其次是企業內仍有數

位資訊斷層，第三是多數企業生產模擬與自動

化系統效能不足，最後是，上游機械業者、供

應商和下遊客戶也尚未建立資料數位化的共識。

前三項談的都是廠內與企業內部的問題，

企業首先仍應檢視工廠現況，到底目前是屬於

哪一階段，或許貴公司以自動化程度很高，邁

向數位化智慧化只差臨門一腳，在國內應是鳳

毛麟角或是少數異類吧！絕大多數廠商應仍處

於省力化、局部自動化的階段，至於整線自動

化與整廠自動化仍應稀少，但近年以筆記型電

腦用連接器整線自動化生產之工廠訂單銳減，

因此稼動率大幅降低使公司業績也大幅滑落，

如何轉型成智慧化工廠 ?也就是工業 4.0提出的理想期解決上述面對的問題，不可諱言工業

4.0就是一場工業革命將帶了新的挑戰，企業勢必要有新的思維與作法才能成功轉型與蛻變，

做與不做 ?是危機 ?轉機 ?還是商機呢 ?就在您的決定與作為了。

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