撰文／編輯部
<德國倡議的工業4.0（Industry 4.0）係結合機械製造、電子電機和資通訊（ICT）等3大產業構成的智慧製造，而這3大產業都是臺灣的優勢，當工業4.0成為德國傾全力發展的國家策略之際，攸關臺灣未來經濟發展榮枯的策略在哪裡？朝野間又應如何迎戰下一波工業革命浪潮，找到臺灣另一個轉型升級契機？
工業4.0是物聯網加工廠的概念，相較於過去的工業3.0，最大差異是大量生產可轉向為小量客製化生產，而且成本更低、效率更高」，致力於工業4.0發展的工業電腦龍頭廠研華董事長劉克振在由工研院主辦的「解密科技寶藏：工業4.0趨勢論壇」中，點出了臺灣要積極邁向工業4.0的重要性，他強調，臺灣絕對不能在此潮流中缺席。
工業4.0是臺灣製造業發展新契機
工業4.0是全球先進製造國家下一波的競爭舞臺，也是臺灣製造業發展的新契機，結合了機器人、物聯網、自動化產線。這些工業4.0的概念將傳統的生產線產生大幅變革，新世代智能工廠即將誕生，是臺灣製造業升級的契機。
18世紀末，人類藉由水和蒸氣，進入機械化生產時代，20世紀應用電力，生產變得更有效率，不到50年的時間，電腦、數位科技進入工廠，更增加精密度與效率，現在，加入物聯網，智能工廠的潛力即將爆發，加入網路後的智能工廠，將和競爭對手產生區隔性和不可取代性。
工研院產業經濟與趨勢研究中心主任蘇孟宗表示，表面上臺灣內需市場很小，其實臺灣最大的內需市場就是散布在全球的工廠，當融合消費者需求應用的物聯網和工業4.0結合，生產變成從設備自動化演進成工廠智慧化，少量多樣、分散製造、快速回應將成為製造業競爭的核心。
既然製造業升級為智慧製造對臺灣如此重要，發展工業4.0又將面臨哪些挑戰？劉克振表示，第一是無線低耗能的IC的問世與大量應用，電信商及資通訊廠商應如何參與其中；第二是大型系統集成廠商的養成，他認為政府應該像當初發展半導體工業一樣，帶頭去育成幾家大型的集成廠商，搶占先機。
智慧機器人扮演關鍵角色
智慧製造為實現智能工廠的第一步，從關鍵的機器人技術開始。智慧機器人應用將在工業4.0時代扮演關鍵角色，1981年起國際上使用機器人的數量進展緩慢，到近5年才大幅成長，尤其2011年後成長幅度更明顯，平均從2008年到2013年機器人數量成長率達12%，單2013年全球使用17萬多個生產機器人，中國大陸、美國、德國、日本都是使用生產機器人的大宗。一般觀察機器人使用的密度是以每1萬員工有幾個機器人來當指標，韓國是1萬個員工裡面大約450個機器人在工作，臺灣大概是每萬人150個，與美國、法國、義大利、西班牙水準接近。
在經濟部技術處的補助之下，工研院已研發出3D視覺能力的機器人，並且靠著矩陣感測器，能判斷夾取物件的位置、方向、力道大小。其中許多的技術進步概念是靠著軟體、知識背景提升硬體能力，而不是靠軟體，這是工業4.0很重要的概念，例如用學理上面的動力學、機器結合的模型方式，讓定位精度大幅提升。
以前自動化機器時代，是靠中央控制器，對馬達發出指令，進入到工業4.0的智慧工廠、智能製造時代，廠內每個設備都連上物聯網，因此成功的關鍵在於模組的3C能力，第一個C要能computing，無論是馬達、幫浦、或是壓縮機，要自己能夠計算，再來是能夠傳輸的communication能力，第三個C是它能夠control的境界，每一個本體模組內要能控制、要能計算和傳送。
簡單來說，將來在手機上操作，經過雲端、透過指令，可以直接下指令給軸承、馬達，直接跳過中央控制器，將原本金字塔型的控制系結構，壓成了平面，更具彈性與效率。
臺灣具備3C關鍵能力
張所鋐指出，從這3C的能力來看，臺灣在電腦計算、通訊的技術已經是世界一流，但在第3個C的control中，則應該加強sensor（感測器）的部分，「但在3強中臺灣已占2.5強，對於進入工業4.0時代，臺灣站在有利的地位。」張所鋐信心滿滿。
在去年，美國白宮科技顧問室向總統歐巴馬提出AMP 2.0（先進製造夥伴關係Advanced Manufacturing Partnership; AMP）計畫以提升美國製造業在國際地位，並定位研發創新技術、人才培訓、培養商業氣氛3大支柱，每一個支柱各規畫20億美元預算。
臺灣也不希望在工業4.0的國際浪潮中缺席，因此多管齊下投入資源。如由經濟部工業局編列經費補助中小企業在工業4.0上的發展，科技部則編列預算讓學界來做基礎研究，教育部也規畫如何在課程中訓練人才。最大宗的人才培育宜從學校著手，可由教育部、科技部聯手，在大學課程中以「工業4.0」學程培養學生，像10幾年前推的奈米科技學程一樣。臺灣製造業占GDP產值約20%～25%，提升製造業的效益，即是增加國內的經濟成長實力。
劉克振認為，工業4.0在臺灣要推動成功，政府應該育成大規模的集成業者。他強調，在過去的產業，集成商並不重要，例如在15年前，大家都認為搜尋引擎是全世界最不賺錢的公司，過去也沒有Facebook，後來網路出現了騰訊、阿里巴巴、Google等網路服務公司。現在當紅的「物聯網」則是一個新的世代，各國立於同一基準點上，他認為臺灣的機會很大，最重要就是一個集成的產業。
他進一步說明，雲端軟體這一層就是集成業者，有了軟體，SI（系統整合）和自動化工程師才能將應用放在雲端上面，集成業者之於工業4.0就像是Android之於App 一樣，臺灣要做一個工業的Android，使得集成商可以在上面加工，這就是智慧工廠發展的關鍵。
劉克振指出，沒有集成商只能小打小鬧，無法成大事，他認為臺灣應該育成中大型的集成商來服務產業，包括設備業、食品藥品、金屬加工等產業機會都很大，再加上有大中華市場作為後盾，前景十分樂觀。
臺灣現階段面臨產業迷航，劉克振表示，當年前行政院長孫運璿宣示全力發展科技業，政府傾力育成像台積電一樣的企業，才能造就臺灣一波高科技榮景。面臨工業4.0的國際趨勢，政府也要有能力去育成大型的SI集成商，培養發展工業4.0的骨幹，為臺灣下一波產業榮景奠定基礎。
當融合消費者需求應用的物聯網和工業4.0做結合，生產變成從設備自動化演進成工廠智慧化，少量多樣、分散製造、快速回應將成為製造業競爭的核心。
新聞小辭典：何謂工業4.0？
蒸汽動力帶動機械化生產是第1次工業革命，電力帶動大規模生產是第2次，資訊化是第3次，第4次則是全球製造業的下一步，即生產全面聯網的智慧製造，在這樣的架構下，生產計畫會視工廠或消費者的需求即時調整，而所有的資訊會在產品與生產設備間透過網路傳遞，產出最能達到生產者理念或消費者需求的產品。工業4.0於2011年首度在德國漢諾威工業展被提出，德國政府隔年訂為國家重大政策，由聯邦教育及研究部和聯邦經濟及科技部雙主導，結合傳統機械業、電子電機業及資通訊業，建立產官學研共同平臺，全力推動。
工業4.0的迷思：機器會百分之百取代人力
在發展智慧製造的過程中，人力可能被機器人取代的議題也引發社會學家、經濟學家的高度關注。事實上，以德國西門子公司的四川成都廠為例，目前其工廠自動化只有50%，然而所訂定的目標是希望4年內到達100%自動化，此舉是否意味有更多員工的工作將被機器人取代？西門子的規畫並非如此，即4年後當工廠自動化到100%時，產能會提升4倍，相對的，人力必須增加2倍。
