工業(yè)4.0正在改變「制造業(yè)」的傳統(tǒng)模式，制造商為了要改善生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，以及改善勞動(dòng)力不足的缺點(diǎn)，在生產(chǎn)線和整個(gè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中開(kāi)始導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)IOT、云計(jì)算、AI人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)。

本篇文章將會(huì)簡(jiǎn)單說(shuō)明什么是工業(yè) 4.0? 工業(yè) 4.0 所需要的“核心技術(shù)”與“基礎(chǔ)設(shè)備”有哪些?

工業(yè)4.0的定義

工業(yè)4.0 (Industry 4.0) 是一種「制造思維」的改變，從大量生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅慷ㄖ苹?，以?a href="/tags/智能制造" target="_blank">智能制造」為重點(diǎn)，其核心在于數(shù)字與實(shí)體的串聯(lián)，即「虛實(shí)整合系統(tǒng)」(Cyber-Physical System，CPS)與「物聯(lián)網(wǎng)」(Internet of Things，IoT)。

實(shí)體機(jī)器的行動(dòng)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)達(dá)成機(jī)器間信息的交換與整合，再透過(guò)云端服務(wù)與大數(shù)據(jù)的分析，可以優(yōu)化制造流程，使制造過(guò)程能更加智能化、客制化與服務(wù)化，同時(shí)提升消費(fèi)者服務(wù)體驗(yàn)。

工業(yè)1.0到4.0的演變過(guò)程

從工業(yè)1.0到3.0的三次工業(yè)革命都是為了讓整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程更有效率，使生產(chǎn)機(jī)器擁有更好的效能，以達(dá)到大量生產(chǎn)與販?zhǔn)鄣哪康摹?

工業(yè)4.0并非為第四次工業(yè)革命，而是泛指「新一代的工業(yè)轉(zhuǎn)型」，可以說(shuō)是一種潮流趨勢(shì)。

工業(yè)1.0

工業(yè)1.0即是「第一次世界革命」，利用「水力與蒸汽」取代以往的人力與畜力，讓工廠開(kāi)始使用機(jī)器生產(chǎn)，也逐漸轉(zhuǎn)化成集中、有組織性的生產(chǎn)模式。

工業(yè)2.0

工業(yè)2.0開(kāi)始以「電力取代水力及蒸汽」，廣泛使用在大量生產(chǎn)上，也是「首次有上、下游的流水產(chǎn)線」的出現(xiàn)，以及成功讓機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器。

工業(yè)3.0

有了「晶體管」與「集成電路」的出現(xiàn)后，開(kāi)始使用「電子設(shè)備」及「信息技術(shù)」來(lái)降低人為的影響，以增進(jìn)機(jī)器制造的精準(zhǔn)化及自動(dòng)化程度。

工業(yè)4.0

透過(guò)機(jī)器與機(jī)器之間的溝通來(lái)提高自動(dòng)化程度，并發(fā)展出「人機(jī)協(xié)同運(yùn)作」的智能工廠，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為提供產(chǎn)品客制化與服務(wù)化的生產(chǎn)能力。

回顧歷史上的三次工業(yè)革命，工業(yè)4.0不再以制造方面的生產(chǎn)量為重點(diǎn)，而是以「需求」視為首要任務(wù)，為客戶提供定制產(chǎn)品與服務(wù)。

工業(yè)4.0的三大項(xiàng)目智能工廠

智能工廠是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)將所有自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備互相連接，并整合大數(shù)據(jù)成單一且可視化的系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)成生產(chǎn)材料的控制、生產(chǎn)過(guò)程的追蹤，以及生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控等目的。

智能制造

以智能工廠為基礎(chǔ)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云端計(jì)算、人工智能等技術(shù)，將生產(chǎn)制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都提升至「高度智能化」與「客制化」，重點(diǎn)在依據(jù)客戶的需求快速地生產(chǎn)出定制產(chǎn)品。

智慧物流

智慧物流靠的是「信息與通訊」的技術(shù)，包括「RFID」、「感測(cè)器」、「GPS 系統(tǒng)」與「良好的通訊環(huán)境」，以串連物流系統(tǒng)的每一環(huán)節(jié)都能信息化地運(yùn)作，如采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送等，達(dá)到供應(yīng)鏈全流程的信息實(shí)時(shí)共享。

工業(yè)4.0所需的信息技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是利用 RFID、感測(cè)元件、嵌入式系統(tǒng)、GPS 定位等技術(shù)來(lái)收集物體信息，并透過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)，使得物體之間能夠交流，以收集到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析與決策，進(jìn)而控制已連上網(wǎng)絡(luò)的物體。

云端運(yùn)算

云端運(yùn)算是主要使用遠(yuǎn)程主機(jī)以訂閱制或服務(wù)形式來(lái)提供運(yùn)算資源的共享空間，包括數(shù)據(jù)、服務(wù)器、分析、應(yīng)用程序等，能夠降低管理成本，并隨時(shí)隨地進(jìn)行運(yùn)作與存取。

大數(shù)據(jù)分析

物聯(lián)網(wǎng)會(huì)不斷地收集信息，而形成巨量資料，又稱為大數(shù)據(jù)(Big Data)，數(shù)據(jù)本身不帶有任何意義，有意義的是利用大數(shù)據(jù)分析出來(lái)的結(jié)果，可以是經(jīng)驗(yàn)也可以是預(yù)測(cè)。

數(shù)據(jù)科學(xué)家與數(shù)據(jù)分析師需要從數(shù)據(jù)中快速獲得結(jié)果，就需要高運(yùn)算的電腦，而此類型的電腦通常為工作站或服務(wù)器。

自動(dòng)化

自動(dòng)化是一種控制模式，廣泛來(lái)說(shuō)是指無(wú)須借助人力，就能使生產(chǎn)制造的機(jī)器自動(dòng)且規(guī)律地運(yùn)行，主要目的是能夠加速生產(chǎn)效率、穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量與減少勞動(dòng)力。

系統(tǒng)整合

系統(tǒng)整合指的是將所有次系統(tǒng)匯整并建構(gòu)成一個(gè)單一系統(tǒng)，而在此過(guò)程中，每一個(gè)次系統(tǒng)在這單一系統(tǒng)中仍然能正常運(yùn)作，如：主動(dòng)式監(jiān)控系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)安全與管理

網(wǎng)絡(luò)安全指的是要維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作、保護(hù)數(shù)據(jù)安全以及抵擋防御外在風(fēng)險(xiǎn)的手段。 由于在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析與云端運(yùn)算的訪問(wèn)，因此網(wǎng)絡(luò)安全就極為重要。

工業(yè)4.0

工業(yè)4.0屬于一種工業(yè)思維的轉(zhuǎn)變，是進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)型最重要的根本，能夠提供企業(yè)信息的透明度與掌控能力，徹底改善生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。

從收集機(jī)器數(shù)據(jù)的傳感器、RFID，和大數(shù)據(jù)分析與云計(jì)算所需使用的工作站，到系統(tǒng)整合的監(jiān)控管理系統(tǒng)，完善且穩(wěn)定地軟、硬件整合是轉(zhuǎn)型工業(yè) 4.0 的重要關(guān)鍵。