工業4.0浪潮吹襲 改變生產型態

用機器人取代人力，已是工業4.0浪潮下必然發生的趨勢。(Vimeo) 

全球製造強國為了從工業3.0邁進4.0的過程中，積極投入的關鍵技術及標準包括工業物聯網、大數據分析、人工智慧等，諸多解決方案都已陸續浮上檯，原本只是希望藉由ICT架構，追求自動化提升競爭力的目標，也更進一步的要求，能夠讓測試、品質、產能、出貨等大量製造數據更加透明化，提高生產管理的效率與精準度。

但掌握數據只是開始，如何讓數據轉換成更高的價值，才是工業4.0的精隨。以不良率為例，過去的工廠廠長多半只能靠自身經驗來推估，推估結果不僅不夠精確，經驗也無法傳承，一旦廠長離職或退休，產線品質可能就難以管理。

但透過工業4.0相關解決方案，掌握製造相關數據，不僅可以計算出可靠的不良率，還可以掌握數據產生的前因後果，進而找到不良率的原因，究竟是生產設備未進行維護保養，還是作業員人為疏失，才能對症下藥，有效解決產線問題，進而提升工廠產能。

同時管理生產成本：降低生產成本，精確掌握生產狀況，並強化客戶服務，提供多元化客戶服務，提升客戶滿意度，也可改善產品品質：提升產品良率，減少人為疏失。

研發到製造的溝通更順暢

但只要是先進製造國家，目前其實都已面臨少子化及老齡化社會造成的勞動力短缺問題，以及日趨嚴格的勞動社福政策，讓製造業不只是要用機器取代人力，甚至還得思考用機器取代腦力，也讓機器學習、人工智慧等技術的重要性日益增加。

台大電機工程學系暨研究所特聘教授，同時兼任友嘉實業集團技術執行長的羅仁權指出，目前全球機器人應用仍約70%屬於工業機器人，發展上必須注意通訊標準，結合物聯網、人工智慧，讓不同廠牌的機器人、設備，都能透過連接，相互合作，加上人機協作，才能創造最大的效益。

如旺矽科技在做最後測試時，現場人員即使沒有經驗，也可以透過簡單的按鈕介面，自動或手動調整優化參數，主要就是靠背後的大數據分析和人工智慧，進一步確保半導體元件的品質與可靠度，避免後段製程中構裝成本的浪費。

舍弗勒集團(Schaeffler)為了讓設計部門與生產部門的溝通更為順暢，則是運用 IBM的Watson IoT 來引導軸承設計。該公司與IBM合作開發數位分身(Digital Twins)，指導製造作業中從設計到服務的每個步驟。

這些實體系統藉由視覺化與模擬數位分身，將生產線上各種未結構化音訊、影像及視訊等資料，回饋給工業設計師，在組裝線上找出瑕疵，並落實預測性維護，並以快速緊密的方式來瞭解並管理系統，徹底改變複雜產品的工程管理方式，甚至可從設計與工程層面，延伸到製造系統與互連產品正在處理中的作業。

西門子位於德國巴伐利亞的安貝格工廠，讓產品開發者使用西門子的Teamcenter軟體，無須傳輸檔案或紙本計畫書，就可將變更後的生產計畫馬上傳送至生產線，讓工人每天在這個超過3,000坪的工廠，利用機器人和機器生產超過120種的電路板和控制器，不僅業績大幅上揚，更創下全公司最高的利潤率。

西門子甚至考慮要將提示工人用的電子告示板，替換成擴增實境(AR)頭戴式顯示器Oculus Rift，協助技術人員時時掌握工廠機器的狀態，進一步強化將生產部門和設計部門連接的成效。

清華大學清華講座教授，同時也是清華—台積電卓越製造中心主持人的簡禎富在公開演講中指出，德國西門子對工業4.0的願景有3個。第一是透過大數據和物聯網，累積、追溯所有資料與生產履歷；第二是讓所有實體設備都能自動和電腦運算網路連結，也就是網宇實體系統(Cyber-Physical System；CPS)的具體實踐；第三則是讓決策更有彈性，提升客戶價值。

上銀集團創辦人暨董事長卓永財認為，毛利只有3？5％的代工製造業型態，已經不再適合台灣，未來的製造業必須要擁有獨特的設計能力，同時還要能了解顧客，之後才能幫顧客創新，創造價值，主動為顧客創新，而要達成前述目標，唯有發展智慧製造才是解決之道。

低階人力被取代  高階人力要培養

工業4.0對製造業者的另一個價值，就是減少人力負擔。工總秘書長蔡練生指出，台灣勞工基層的薪資會低，是因為不少勞工仍在從事技術含量低、替代性高的勞力工作，但很多薪資不低的高層職缺，企業卻找不到人，足見台灣缺乏技術含量高的人才，他建議，勞動部應協助勞工提高職能，做為智慧產業發展的配套，否則在工業4.0趨勢日益風行之際，低階或技術含量低的勞工，也將可能被淘汰。

台達集團也在工業4.0的浪潮下積極推動用機器人取代人力，董事長海英俊曾表示，工業機器人市場需求仍將加速增長，但終端應用將高度集中於汽車製造產業，其次是電機電子，第三為金屬與機械，相比之下，輕工業用機器人佔比僅達1%，但在食品加工和藥品業導入比重急劇攀升之下，輕工業用機器人在往後數年內仍可能會出現爆發性成長。

但海英俊也強調，無人化工廠其實不符合經濟效益，工業機器人還是需要跟工廠人員互動合作，但以電子製造業來說，人力被機器人取代三成，應該是合理的估計。

台達集團機電事業群總經理劉佳容對媒體表示，台達電推動的智慧製造還在前期階段，在導入機械手臂和自動化機台後，人力已減少20%到30%，一旦示範線的模式確立，就會全面展開移轉產線人力的目標，改朝設備管理、人機協同作業的方向發展。

雖然產線人力可能會被機器人取代，同樣也創造更多高階人力需求，但工研院產業學院指出，轉型智慧製造涉入範疇甚廣，多數企業勢必會面臨智慧工程人才短缺的問題，無論是企業或工程師人員，能力培育都須要很精準。以目前創新應用現況來看，優勢能力將聚焦於觸控IC、MEMS感測器、電源管理IC、通訊IC、嵌入式軟體等工程人才，能否將自動化的數位思維帶回工作崗位，會是企業主管最應考量的判斷指標。