什麼是工業 4.0？
工業 4.0 技術透過智慧技術革新了供應鏈的自動化、監控和分析。
工業 4.0 概覽
工業 4.0 重塑企業設計、製造和配送產品的方式。工業物聯網 (IIoT)、雲端連線、AI 和機器學習等技術，現在已深深融入製造流程。這種統一且整合的製造方法，可使產品、工廠和資產相互連接、智慧化。
現今的工業 4.0 方案也希望開發人與技術之間的共生和獎勵合作。當 4.0 工具的準確性和速度與員工的創意、人才和創新結合在一起時，您就能為人力和利潤贏得勝利/勝利。您的製造作業變得更有效率且更具生產力，您的團隊也免除許多繁瑣且重複的工作細項，讓他們有機會與智慧技術協同合作，並為不斷演進的技術架構和 AI 支援的未來工作提供更好的配備。
– Daniel Burrus
工業 4.0 定義
工業 4.0 可定義為將智慧數位技術整合至製造和工業流程中。其中包含一系列技術，包括工業物聯網網路、AI、大數據、機器人及自動化。工業 4.0 可讓智慧製造和建立智慧工廠。其旨在提升生產力、效率和彈性，同時實現更明智的決策和自訂製造和供應鏈作業。
而工業 4.0 的任何定義也必須包含「第四次工業革命」一詞自1800年代以來，我們經歷了三次工業革命。他們被稱為「革命」，因為推動他們的創新不僅能稍微提升生產力和效率，更徹底改變商品的生產方式和工作方式。我們現在正處於第四次工業革命，也就是工業 4.0
第一次工業革命
到了1800年代初期，第一次工業革命正在進行。蒸汽機的發明減少了工業對動物和人力的依賴，在製造和精密工程的新時代中激增。
第二次工業革命
一個世紀後，石油和電力的使用日益增長，意味著機械可能更精簡，更不會繁瑣。第二次工業革命是由裝配線和批量生產過程驅動的，很多目前仍在使用。
第三次工業革命
大約在20世紀中葉，電腦就打到了現場。第三次工業革命見證了工廠自動化和機器人技術的早日發展。這個時代也第一次使用電腦化業務系統，是為管理和分析資料而建立的。
第四次工業革命
如今，製造業越來越靠資訊提供動力。大量資料來自整個企業及全球各地，即時且無時無刻地提供。ai 是第四次工業革命的核心，讓製造商不僅收集所有資料，還可使用這些資料來分析、預測、瞭解和報告。工業 4.0 的特色不是單一技術這是由許多系統、工具和創新的無縫整合所定義。
工業 4.0 技術
工業 4.0 建立在九個技術支柱之上這些創新將實體世界和數位世界架起橋樑，讓智慧自主的系統得以實現。企業和供應鏈已採用這些先進技術，但工業 4.0 完全潛力在於當他們一起使用時，才有生機。
工業 4.0 技術
- 大數據和 AI 分析：在工業 4.0 架構中，大數據收集自各種來源。當然，這包含從資產、設備和支援 IoT 的裝置擷取資料。資料來源也延伸至工廠樓層、其他業務和世界的區域。包括從客戶評價、市場趨勢 (通知研發和設計) 到天氣和流量應用程式，協助確保物流更順暢。由 AI 和機器學習提供的分析會即時應用於資料，並運用洞察改善製造和供應鏈管理各領域的決策和自動化。
- 水平與垂直整合：工業 4.0 的基本架構是水平與垂直整合。透過水平整合，程序會緊密整合在生產現場、多個生產設施和整個供應鏈的「現場層次」。透過垂直整合，組織的所有層會連結在一起，且資料流程可自由從現場作業區移至最上層並再次向下。換言之，生產與企業流程 (如研發、品質保證、銷售和行銷和其他部門) 緊密整合 – 減少資料和知識孤島，並簡化作業。
- 雲端運算：雲端運算是工業 4.0 和數位轉型的「絕佳推動者」。現今的雲端技術可為最先進的技術提供基礎，從 AI 和機器學習到物聯網整合，為企業提供創新的方法。推動工業 4.0 技術的資料位於雲端，而工業 4.0 核心的網路實體系統則使用雲端即時溝通和協調。
- 擴增實境 (AR)：擴增實境通常會將數位內容覆蓋至實際環境。員工可使用 AR 系統，使用智慧眼鏡或行動裝置將即時 IoT 資料、數位化零件、維修或組裝指示、訓練內容等視覺化，同時檢視實體項目，例如設備或產品。AR目前仍在興起，但對維護、服務和品質保證有重大影響，以及技術人員培訓和安全。
- 工業物聯網（IIoT）：物聯網（IoT），更具體來說，工業物聯網，是工業 4.0 的核心，這兩個術語經常可以交替使用。工業 4.0 的大多數實體事物 (裝置、機器人、機械、設備、產品) 皆使用感應器和 RFID 標籤，提供狀況、效能或地點的即時資料。這項技術可讓公司運作更流暢的供應鏈、快速設計和修改產品、避免設備停機、掌握消費者偏好、追蹤產品和存貨等等。
- 積層製造/3D 列印：積層製造或 3D 列印最初用作快速原型製作工具，但現在提供範圍更廣泛的應用程式，從大量自訂到分散式製造。透過 3D 列印，零件和產品可儲存為虛擬存貨中的設計檔案，並在需要時依需求列印，進而降低非現場/離岸製造的成本和需求。每年3D印刷的幅度都越來越大，越來越多的包括金屬、高性能聚合物、陶瓷甚至生物材料等基礎絲料。
- 自主機器人：有了工業4.0，新一代自主機器人正在興起。程式化以最少的人類干預執行任務，自主機器人大小和功能差異很大，從存貨掃描無人機到自主移動機器人進行取貨和場地操作。這些機器人配備了尖端軟體、AI、感測器和機器視覺，能夠執行困難而細緻的工作，並且能夠對從周圍環境接收的資訊加以辨識、分析和採取行動。
- 模擬/數位分身：數位分身是以 IoT 感應器資料為基礎的實體機器、產品、流程或系統的虛擬模擬。這個工業 4.0 的核心元件可讓企業更加瞭解、分析並改善工業系統和產品的效能和維護。例如，資產營運商可使用數位分身識別特定故障零件、預測潛在問題並改善運作時間。
- 網絡安全：隨著大數據在工業 4.0 中的連接和利用的增加，有效的網絡安全至關重要。透過建置機器學習和區塊鏈等零信任架構和技術，公司可將威脅偵測、預防和回應自動化，並將整個網路中資料外洩和生產延遲的風險降至最低。
製造 4.0 解決方案實際案例
與工業 4.0 相關的數位轉型可帶來文化和營運演進。透過整合並連結人員、資料和資產，您將建立幾乎無限制的潛在最佳化範圍。以下幾個範例說明工業 4.0 解決方案如何改善製造和供應鏈中的效率、能見度及永續性。
協同合作設計平台：工業 4.0 支援建立協同合作設計平台，讓整個組織的 R&D 團隊、產品設計人員和利益關係人皆可存取並貢獻設計資料和洞察。這種開放的方式促進了跨部門的合作、理念分享和知識交流，從而形成更加周全的設計決策，加快了以客戶為中心的創新產品發展。
預測性維護：透過整合 IoT 感測器和資料分析，製造企業可以即時監控設備健康狀況。預測性維護演算法會識別發生前的潛在失敗，讓您建置主動流程，最多可減少 50% 的停機時間，並將資產壽命延長至 40%。
供應鏈最佳化：工業 4.0 支援整體全球供應鏈的點對點能見度。透過來自供應商、存貨量、生產排程、客戶需求、內部團隊等等的即時資料，您可以最佳化物流、平衡供需、改善訂單履行，並增強整體供應鏈和製造效率。
敏捷製造：AI 和進階分析可讓您收集並分析來源 (例如社群媒體、線上評論和客戶支援互動) 的即時客戶洞察和反饋。您的 R&D 團隊和產品設計人員可以運用這些資料來找出消費者偏好、問題點和新興趨勢。透過將此反饋納入設計流程，您的團隊可以快速開發能更符合市場需求、提升滿意度和忠誠度，並推動創新的產品。
品質控制和瑕疵偵測：運用 IoT 裝置和機器學習演算法，您可以收集所有生產線的即時資料。透過持續監控製造和生產流程，您可以偵測異常、識別品質問題並快速採取更正動作，確保您始終掌握產品品質。
循環經濟實踐：工業4.0支持循環經濟的實施，注重減少浪費，最大限度地實現材料的再利用、翻新、再利用。透過運用大數據分析和 IoT 網路，您可以追蹤產品生命週期、建置產品退貨的逆向物流，並最佳化有價值資源的復原。此外，由 AI 支援的進階分析也能協助您的產品設計人員直接從繪圖板開發產品，以更具永續性、減少資源浪費，並更容易回收或再利用。
碳足跡監控和最佳化：工業 4.0 技術有助於收集和分析影響公司碳足跡的能源耗用、運輸排放和其他因素的即時資料。透過準確計量和監控排放量，您可識別要改善的領域、建置節能措施，並制定可減少整體碳足跡的策略，協助您達成日益宏大的永續性目標。
工業 4.0 的效益摘要
工業 4.0 不只代表技術升級透過消除資訊孤島，並串聯整個製造架構的團隊和營運，您便開始建立更透明且全面的業務方式，最終可擴展至組織的所有領域。
透過改善資源分配、減少停機時間並提升生產力，提升營運效率。此效率延伸至永續性方案，其中分析和智慧自動化可協助您進一步最佳化並簡化能源使用、減少浪費，甚至設計和創新整個生命週期中更具永續性的產品。
工業 4.0 解決方案和工具可讓您即時收集、分析和解譯大量資料，代表您可以快速取得可據以行動的洞察，讓您能夠自信且準確地制定決策。這也適用於客戶，因為他們的需求和期望也在以閃電的速度改變。因此，即時資料分析可協助您快速適應個人化產品，並依需求提供量身打造的解決方案。
我們生活在競爭激烈且動盪的時代。工業 4.0 工具與策略不僅有助於提升效率和生產力，還能四處查看並獲取有意義的競爭優勢。
工業 4.0 的常見問題
