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工業4.0時代的制造業創新經營模式

2016-11-10 10:36:25 圖文:

德國率先提出了以工業4.0(Industry4.0)為口號的的高科技戰略計劃。這個計劃的目的,是將制造業推向數位化及智慧化,大幅優化現有的制造模式,帶領制造業從人為控制的程序轉移到全自動運作。

    近幾年轟動全球的工業4.0,從制造大國競相推出的產業政策到街頭巷尾討論的機器人未來,它究竟是夢想、理想,還是未來商機、轉型典范?

制造業面對的挑戰

    盡管經濟學家直指,供過于求是造成金融海嘯與全球經濟危機的核心問題,然而發生在制造業現場的狀況卻是:產品復雜性提高,但是交期越來越短、人工越來越貴,因而使得能夠完成過去需求的傳統生產線,在遭遇機臺故障、零件短缺、產線缺工時造成的虧損也越發驚人;更遑論少量多樣的客制化需求對一條龍式生產線帶來的挑戰,以及為了滿足喜新厭舊的消費者而快速縮短的商品生命周期,更壓縮著研發到量產的時間。

工業4.0儼然成為所有問題的解答

    IBM全球電子產業總監JohnConstantopoulos指出,制造業主要面對的挑戰,回歸根本便是如何提升品質、增加效率、降低成本和提高生產力。其中,品質又是最重要的一環,不光是因為成本問題,更由于品質會直接影響到客戶的滿意度與營業額;其次是生產效能,尤其在大量制造的規模式生產中,即使是極小百分比的提升,也能夠大幅增加產量。

    因此,德國率先提出了以工業4.0(Industry4.0)為口號的的高科技戰略計劃。這個計劃的目的,是將制造業推向數位化及智慧化,大幅優化現有的制造模式,帶領制造業從人為控制的程序轉移到全自動運作。自德國發起了這個概念,美國、日本、韓國、中國、臺灣…每個國家也陸續推出了各自版本的工業4.0計畫。

    在全球擁有廣大制造業客戶基礎,同時也仍是半導體與高階系統制造廠商的IBM,對工業4.0的發展藍圖,也勾勒出一個完整的架構,幫助企業了解工業4.0在不同層面的發展方式,及每個層面能為企業創造的效益。

工業4.0階段目標

      工業4.0是邁向未來制造必經的旅程,企業應依自己的策略目標選擇階段性實踐方案,與時俱進達到工業4.0。第一步要做的,就是決定要投入工業4.0的規模,并且可以分為三類:

    第一類是工廠/企業內優化,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,建立云端與大數據平臺,運用自動化控制來管理相關的設備及生產流程。

    第二類是企業間價值鏈整合,透過供應鏈數位化的互聯,形成端到端的價值鏈,有利于資訊的傳遞和交流,藉由先進的預測分析,提高生產效率與增加應變能力。

    第三類是點對點價值網路創造,以軟體定義制造,不同的企業透過云端互連形成點對點價值網路,進而促成新的商業模式,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。

工業4.0實踐藍圖

      依據企業預備投入工業4.0的規模,會有不同階段的實踐方案,及每階段企業必需發展的核心能力。將這個工業4.0發展藍圖分為三部分來看,每一部份都有三個階段,可以做為企業實踐工業4.0的參考,但是他也提醒,并不是每一個企業都需要從頭到尾的采用整份藍圖,而應該是依照自己的核心價值,找到相對應的發展策略。

    第一部分,工廠/企業內優化的三個階段依序為建立平臺、整合工廠、優化工廠,企業必需先布建感知網路,做到機器設備的相互連結,收集產線數據,自動化生業流程,同時整合ShopFloorMESERP等系統,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,進行機臺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。

    第二部分,企業間價值鏈整合的三個階段依序是為生產而設計、供應鏈整合、價值鏈協調,從產品研發生命周期的數位化開始,在設計時就以能快速量產為??考量,將產品設計與生產制造無縫整合,在正式進入生產流程前與設計者進行協同開發,并透過高可視度的供應鏈,進行動態與即時的生產排程,以及智慧化的品質與保固管理,透過協調價值鏈中的不同伙伴,達到虛擬工廠與全球整合供應鏈。這個優化的過程是不斷反覆進行的,IBM提供非常多的工具來幫助企業改善產品品質、生產效率、生產力,以及能提升競爭力的大數據解決方案。

    第三個部份,點對點價值網路創造的三個階段是行動化、認知運算、新業務和新服務。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,數位化整個價值網路,并運用先進的認知分析能力優化價值網路的各個環節,催生新的產品、服務、商業模式。

打造數位制造價值鏈

    同時,工業4.0更回應了對客制化的需求,當客戶有特定產品的需求,訊息將能夠直接從客戶下單采購的那一刻起,便直接被送到工廠端,自動化設備依照需求的緊急程度、獲利程度,設備使用率等等資料來進行生產計劃的排程,而生產過程中收集的資訊,不僅可用于改善生產線,更可以作為未來研發的參考。軟硬融合、數據與生產相互協作、自動化邁向數位化,這便是工業4.0的核心,也是物聯網得以實現的基礎,更是制造業邁向第四次工業革命的轉型道路。

 


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