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概说工业4.0 The Concept of Industrial 4.0 近期「工业4.0」与「物联网」的话题，非常密 切。在物联网架构底下，传感器、网络、云端数据库 这三个层面结合在一起，带出了所有实体对象数据都 可以透过云端来搜集与分享；其优点是无论使用无线 或有线网络、不管在何时何地，数据都可以透过网络 来做交换。 目前自动化生产工厂盛行，物联网的「智慧工厂」 概念，则可以导入至自动化生产工厂中，也就是所谓的 「工业4.0」。在这新工业概念里，基于自动化生产代 替劳工进行组装等重复性高的工作，其错误率也会降 低；对于制造业来说，解决不少问题。德国基于以重工 业为主要产业之一，几家大厂开始率先提出及进入到工 业4.0的境界。  生产线采用物联网及RFID进行监控作业 Utilizing IoT and RFID to Monitor the Production Line 当英国推出第一台以蒸气发动的机器以来，开启了 「第一次工业革命」时代，轻工业商品进入量产阶段， 人力需求减少，以机器代替劳工的时代开始。在美国辛 辛那提肉品工厂开始运转第一台以电力驱动的工业量产 机器时，进入了「第二次工业革命」，重工业产品进入 大量生产阶段。当1969年，第一颗可程序化逻辑控制器 问世后，全球工业迈入全自动化生产步骤。 然而，随着网络、物联网的出现，工业再度进 入一个新的时代，也就是目前德国厂商推崇的「工业 4.0」。这是利用物联网的大数据，以及RFID的数据搜 集及传递信息的功能，让厂商可以随时监控工厂作业环 境，甚至利用大数据的数据在分析后，导入其他工厂， 可以随时随地接单及制造商品。简言之，工厂将是以分 散式或区域性的制造方式为主。 RFID在工业4.0扮演生产线节点识别标准 RFID Characterizing in Industrial 4.0 for the Identification Standard  RFID在这里所扮演的角色，在于传递自动化 生产上的传感器，及输送带的传感器等都需要采用EPC 编码标准，让每一个节点都有号码。再透过传感器搜集 的数据，存储于RFID芯片中，并利用无线网络能力，传 输信息到云端数据库进行分析。再将这些数据导入到无 人工厂中，让其他的自动化生产能够复制，并进行同样 的工作。甚至如节点出现问题时，也能够及时透过网 路，通知后端系统，进行紧急处理措施。 部份系统整合商都有类似的解决方案，举例来说， 当无人工厂建置完成时，所有料件采用标准设置 后，如原料的品项号码或批号、订单的号码、生产线所 有信息设备的号码等，透过物联网的云端平台，将这些 信息分享到各地的工厂，所有自动化生产接受到讯息 后，可以马上开始进行工作流程。 透过传感器、RFID读取器、光学辨识技术，以及监 控设备等，可以对无人工厂进行监控作业。例如，组装 料件错误时，生产在线的RFID读取器会发出警讯，告知 后端系统，让后端系统判别此讯息要传递的对象。如是 人为问题，则会通知该部门的员工；如是自动化生产的 问题，则系统会下一个更正的指令，让自动化生产能够 自动修正这个错误的动作，并记录在系统里。未来稽核 人员在查核时，也可以知道最容易发生的问题是什么， 再修正程序。 进行多次修正程序后，程序即有庞大的数据库，也 就是所谓的大数据。然而大数据如不进行分析或处理， 则容易成为无用的数据。因此在整理过后，交由人工智 慧处理，即可自行判断当生产流程出现问题时，该用那 一种方案来解决。 工业、物流、零售信息管理完全自动化 Adopted the Automated Information System in Industries, Logistics, Retailers 在工业4.0概念下，透过物联网的网络层及数据层 能力，将有用的数据分享至上中下游客户。现今物流商 的能力越来越强大，从物流商进出的商品量及数据流也 较过去大很多。因此如何将供货商的有效信息，顺利地 传送到物流商的数据库里，是一个很大的难题。供货商 的信息需先在内部进行过滤及整理，过去的环境下，资 料由人力来整理，并输入至系统中，再由企业资源规划系统（Enterprise Resource Planning，ERP）来分配数据 应抵达的地点。在物联网的情境下，所有动作都采自动 进行的方式，从建立数据开始，一直到数据传递，最后 送达的中下游厂商部份，完全不再需要由人力介入。 工业生产与物联网结合的优点，在于所有动作可 以正确及迅速地执行，包括数据自动搜集与过滤、资 讯自动传递与接收等。事实上，台湾工业计算机产业的 特性，符合工业4.0的概念，少量接单，但多样化的产 品设计。在工业4.0的概念下，台湾的工业计算机应会是 在制造业中，首先受惠的产业。 工业4.0概念导入前的准备步骤 The Preparation of Industrial 4.0 大部份企业只针对实体流进行改进，也就是针 对原料的供应流程改善，然而却忽略信息流也需要 一并改善。因此如何将两者合并，是工业4.0的主要 议题。然而，在导入工业4.0概念至厂商系统前，需 先进行几个步骤，分别为分析现有生产线环境与既 有数据、导入产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）系统做为数据库骨干、导入自动 化制程及数据管理、提供教育训练等。 厂商首先要分析现有生产线环境与既有数据， 对于整个生产流程是否顺畅，现有问题是什么？该如 何解决？当这些生产在线的问题解决，并分析现有的 商品数据是否足够后，开始导入产品生命周期管理 （PLM）系统做为数据库骨干。由于PLM能够整合厂 商的数据、流程、业务系统，甚至在员工负责的层面 上，也可一并做统合，让系统或自动化生产与员工间 作有效的配合，加强效率。 接着就是如何在现有生产在线，导入自动化制程 及数据管理，这方面就可采用物联网技术、条形码及 RFID标准。最后就是提供员工适当的教育训练，让员 工熟悉操作及监控流程。 总结 The Conclusion 在工业4.0的概念里，已不像过去几次工业革命一 样，对产业有非常重大的突破，而是如何利用现有的 技术，如物联网、自动化生产等，对原物料、制造过 程、成品物流作精确的管理，达到快速接单、快速生 产、快速送货等要点。 |