什麼是工業 4.0?

各項產業革命都影響了整個歷史上企業、政府和人類社會的經濟與政治命運。首次工業革命始於十八世紀末,英國的動力來自蒸汽引擎,使紡織業從人工生產方法轉向以機器為基礎的生產。新一代工業革命要達到近一世紀,有提供鐵路運輸、電報通訊和電力。只有在二戰後,於一九四七年在美國發明電晶體後,第三次工業革命才到達,數位電腦促使運輸及通訊技術更加進步。

工業 4.0 的定義

現今我們生活在第四次工業革命,或工業 4.0。這個名詞源自德國政府 2011 年的一項高科技策略計畫,但要到 2016 年世界經濟論壇採納之前,這個詞並不廣泛。相較於前身,這場變革正以指數級距發展。由於工業 4.0 的速度、範圍和影響,因此對企業和群體帶來了影響、機會和風險。

工業 4.0 關聯性

工業 4.0 對企業有重大影響,因為需要具營運效率和競爭力的技術、適應新的客戶消費模式以及提高員工技能等級要求。

根據 McKinsey 和世界經濟論壇,工業 4.0 的技術可能在 2025 年之前透過新產品和服務,為全球經濟創造高達 37 兆美元的價值。這些技術將實現商品和服務的設計、自訂、製造和交付給消費者所需的時間和偏好的消費模式。增加的自動化將需要更高階的技能,進而提升薪資。不過,較低技術性的職工可能會被機器取代,這會導致人力問題並增加社會緊張局勢。

這些技術也會增加不良行為者破壞業務的風險。例如,在 2021 年對殖民管線公司和 JBS Foods 的高知名勒索軟體攻擊中,為影響美國人口部門的汽油和食品供應品種建立供應衝擊。因此,資料安全性現在是確保安全高效率商務的重要考量。

對政府而言,行動平台和網際網路技術已提高透明度、能見度以及與一般人口的即時通訊。但是,這些技術也可以略過傳統形式的政府控制,因為群組可以在一般通訊管道外進行自我組織和通訊。活動和情境現在以迅速發展的方式,讓政府領導人能夠在決策和政策制定流程中更靈活地進行即時反應。

工業 4.0 技術

新技術現已推出第四次工業革命,在邏輯上可分為以下幾種:(a) 物聯網 (b) 隨選運算 (c) 認知運算 (d) 網路實體系統和 (e) 資料分析。

物聯網

影片:IoT 資產監控體驗 (1:48)

物聯網或 IoT 說明內嵌於感測器、軟體甚至處理單元的實體物件,然後透過有線或無線通訊技術連線到網路。藉由透過網際網路與其他物件或系統通訊與交換資料,將啟用新技術。智慧型家庭技術透過持續監控及控制家庭裝置和裝置,為消費者帶來好處。一種數位分身,是實體物件的數位表示法,一律從實體對等處更新資料,可加速設計原型設計,並持續監控企業的裝置效能。

隨選計算

需要視需要進行運算,以減少系統之間的資料延遲,這些系統需要互動並建立單一數位線程,以有效率地協調業務流程。雲端運算是最常見的範例,但一種分散式運算形式 (稱為邊緣運算),對於關鍵任務系統來說,要讓運算能力接近執行工作的能力,才能實現近零延遲。

認知計算

認知運算包含人工智慧 (AI)機器學習和電腦視覺應用程式。它正在計算能模仿人類腦功能並協助改善決策。多年來,全自主車輛一直存在為原型,但我們正開始看到我們日常通勤車輛 (如自動化平行停車系統) 提供越來越多的自主性。具有 AI/ 機器學習功能的裝置維護平台會套用資料科學演算法和歷史資料,以產生可最佳化預防性維護間隔的建議,進而降低成本。


網路實體系統

網路實體系統是由電腦演算法所控制的機械系統。現在,機器人在現代化的製造與物流作業中是不可或缺的。加成式製造,通常稱為 3D 列印,允許自訂、快速原型及大量生產內在成形零件。

資料分析

資料分析是將原始資料轉換為可行的洞察力和趨勢。大量的即時資料是由嵌入式感測器和聯網裝置所產生。這些最佳儲存於資料湖中,此儲存架構是設計用來儲存原始資料和結構化資料的儲存體架構。另一個名為資料倉儲的資料儲存架構結合了來自多個來源的資料,包括資料湖,讓資料視覺化與分析更能做出決策。

工業 4.0 和製造

製造業可能是工業革命最受影響的競技場。現在,新的術語已出現,例如智慧製造和智慧工廠。為了避免混淆,它有助於辨識智慧製造是傘型術語,指透過更智慧的裝置、設施、產品、資料和流程實現工業實務現代化的努力。這個名稱包括工業 4.0 和智慧型工廠的平行概念。在智慧工廠中會使用新的工業製造技術 (例如 IoT、機器人及加成式製造),以最少的人為介入的方式執行生產環境。

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實作工業 4.0 的另一個混淆來源,是存在太多技術選擇的存在。隨著今日的變化速度加快,製造商必須瞭解並認識這些技術所帶來的商機相當困難。投資新技術以顛覆市場很重要,不僅要保護企業免受干擾。很遺憾,我們正朝反方向發展:72% 的製造受訪者在一個研究中指出,他們投資新技術來保護業務免於中斷,而投資新技術的 28% 則投資於顛覆市場。(來源: Punit Renjen,"Success personified in the Fourth Industrial Changes",Deloitte Insights,2019 年 1 月 19 日 )。

工業 4.0 和 Oracle

一件事很清楚:工業 4.0 需要新軟體。從用來執行感測器到製造執行系統的本機程式,可監控及協調多個生產線的資源,所有這些新技術都需要新的 IT 架構。與企業資源規劃及其他供應鏈管理軟體整合,可確保採用跨多個工廠的正確原物料和資源,以方法製造產品設計,進而提升了利潤率。

Oracle 擁有最大的技術解決方案佔據範圍,可改善產品創新、強化客戶和現場服務、啟用智慧工廠,以及提供整個價值鏈的能見度。聯網的數位線程可將客戶使用情況和意見回饋饋送至產品生命週期管理 (PLM) 應用程式,以提升產品品質並縮短產品開發週期。內建感測器和區塊鏈技術,可在工廠的四個牆外可見並控制整個價值鏈。IoT 生產監控雲端軟體可協助製造商預測維護需求、縮短停機時間、分析品質問題,以及在工廠和企業層級管理作業。IoT 生產監控雲端軟體可協助製造商預測維護需求、縮短停機時間、分析品質問題,以及在工廠和企業層級管理作業。

企業和政府需要瞭解並針對工業 4.0 所帶來的巨大變化做好準備。採用工業 4.0 不僅是降低風險,而且對於新革命提供的所有機會而言,至關重要。採用工業 4.0 的企業往往能提高生產力、減少浪費,以及創造更可持續生產流程的能力。