◎ 趙怡嘉(台灣大學法律學研究所碩士)
Industry 4.0起源
第四次工業革命,工業4.0(Industry 4.0)一詞之首次提出在德國2011年的漢諾威工業展(Hannover Messe),而德國政府也在2013年的國家計劃《高技術戰略2020》(High-Tech Strategy for 2020)中採納了此一概念1。
製造業自 1800 年代起不斷發展蛻變,世界至今經歷過或正在經歷的工業革命共有四次。第一次工業革命大約從1760 年延續至1840 年,由鐵路建設和蒸汽機的發明觸發的這次革命,引領人類進入機械生產的時代;第二次工業革命始於19 世紀末,延續至20 世紀初,隨著電力和生產線的出現,規模化生產應運而生;第三次工業革命始於20 世紀60 年代。這一次革命通常被稱為電腦革命、數位革命,因為催生這場革命的是半導體技術、大型電腦、個人電腦和網路的發展。第四次工業革命則始於本世紀之交,是在數位革命的基礎上發展起來的,其特點是:同過去相比,網路變得無所不在,移動性大幅提高;感測器體積變得更小、性能更強大、成本也更低;與此同時,人工智慧和機器學習也開始嶄露鋒芒2。
Industry 4.0意涵
工業4.0是指將工業製造與自動化設備、物聯網、大數據及雲端計算等技術結合,藉由資訊和科技通訊技術建立工業機械設備與製造流程的智慧網絡3,利用物聯網及網際網路服務發展並打造智慧工廠。
智慧工廠(或稱智慧製造系統)結合了感測器、機器人、物聯網、大數據、虛實系統、精實管理等技術,建構一個支援各項生產製造的活動及服務。機械設備是工廠生產的主要工具,隨著工業4.0 的推行,機械設備致力於精密化、智慧化的發展,除強化單機的產能外,更著眼於利用遠端控制、智慧控制、人機介面與模組化4。
綜上,智慧製造可歸納為以下4項要素5:
- 導入自動化設備
自動化設備是智慧製造的基礎,它取代更多精細的人工執行,降低生產成本。更新老舊設備也能降低設備損壞的風險,進而提升製造效率。
- 設備連結及數據整合
有了自動化設備之後,更重要的是建立設備之間的連結。當自動化設備透過物聯網連結,即可自動模擬、排程,甚至自動偵測訂單來調整製造流程。
- 遠端監控
遠端監控協助使用者隨時掌握設備的狀況,追蹤製造進度,即時調整製造排程,並降低設備無預警停機的機率,提高製造效率並延長設備的壽命。
- 結合AI技術
AI技術可以讓智慧化設備再升級,使工廠具備自主應變的能力,快速排除故障、訂單延遲等突發狀況,並透過自我學習不斷優化製造流程。
工業 4.0以數據化為基礎,建構了智慧化產品、智慧化生產、智慧化設備、智慧化能源管理等製造流程,連結從設計、生產到服務等各個層面,提升製造效率、降低生產成本、提高產品品質,促使工業整體環境的進步6。
參考文獻
- Martin Luenendonk. “Industry 4.0: Definition, Design Principles, Challenges, and the Future of Employment.” September 23 2019. https://www.cleverism.com/industry-4-0/
- “What is industry 4.0?” Platform Industry 4.0. Last accessed on 24 August 2021. https://www.plattform-i40.de/PI40/Navigation/EN/Industrie40/WhatIsIndustrie40/what-is-industrie40.html
- 工業技術研究院,〈智慧製造是什麼?工業4.0下,智慧製造發展的4要素與4大挑戰〉,2020年10月。https://college.itri.org.tw/event/525-smart-machinery2020.html
- 呂明山,〈機械工業4.0〉,科學發展第544期,第6-12頁,2018年4月。
- 克勞斯施瓦布,《第四次工業革命》,台北:遠見天下,2016年11月。