什麼是智慧製造？

談到智慧製造時，實際上是在談論資料。怎麼說呢？智慧製造採用即時資料及 AI 和 IIoT 等資料導向技術，自動对客戶需求及業務需求而變化。同時使用機器和感應器的資料來優化生產、改善品質，並保持設備順暢運作，並運用整個供應鏈的資料，預見業務中斷、模擬問題並維持公司對客戶承諾。

智慧製造定義

NIST（美國國家標準暨技術研究院）將智慧製造定義為：「完全整合、協作的製造系統，即時回應以滿足工廠、供應網路和客戶需求不斷變化的需求和條件」。

智慧製造以雲端連線性為基礎。結合人類創意、數位連線的機器和資產，以及 AI 支援的系統和分析。整合 AI 和智慧工具有助於促進靈活應變，並根據即時資料和情報加速自訂輸出的能力。智慧製造的能見度、靈活度和彈性，成為提升供應鏈模型和整體企業營運效率的基石。

了解智慧製造的一些效益。

歷史：從工業 1.0 到工業 4.0 製造

工業 4.0 是指第四次工業革命。使用「革命」這個詞，是因為每一次工業革命都是由某種突破性的技術或發明所推動，使整個工業世界徹底變革。第一次工業革命以蒸汽為動力；第二次工業革命則為電力；第三次工業革命是由基本自動化和運算能力推動；第四次工業革命是由網宇實體系統和智慧技術驅動。

現在的智慧製造，不是要淘汰傳統工廠並以其他手段取而代之。重點在於逐步智慧化現有工廠，並使用最佳工具和解決方案強化工廠，以高效達成製造目標。

智慧製造的 5 大效益

在前所未有的競爭下，當今的企業不應僅以利潤作為成功衡量指標。長期穩定性和客戶忠誠度源自於企業的各個層面，從您的客戶、員工，甚至是環境。

1. 效率與生產力：透過自動化、即時資料分析和整合式製造解決方案，您的團隊可以更快速、更智慧且安全地工作。而預測性維護和自動化工作流程，則可透過更精簡的輸出，協助您的 IoT 連線機器和資產在最佳狀態運作。
2. 靈活度和回應能力：在流程的各個階段，智慧製造解決方案和資料分析可讓您快速回應市場變化，進而快速敏銳調整製造工作流程並個人化您的產品。
3. 永續經營：智慧製造技術收集的資料可協助制定策略性且符合成本效益的計劃，簡化營運並降低能源使用。從永續產品設計到更環保的物流，智慧解決方案可支援您的永續發展計劃。
4. 改善品質控管：從對惡評的挫折到產品召回的災難，智慧製造解決方案可整合整個供應鏈和製造作業，確保品質標準在每個階段清晰可見並可驗證。
5. 端對端節省：從供應鏈一端到另一端的數位整合，實現更完善的預測、庫存管理和物流解決方案。這表示更低的風險、較少的支出，最重要的是—客戶更滿意。

智慧製造技術

網路安全、策略性企業整合等關鍵考量，都是數位轉型架構的一部分。但在下方，我們只會看到支撐智慧製造實務的最基礎技術。

• IoT/IIoT：當裝置和機器具備傳送和接收數位資料的能力時，便形成物聯網網路。從裝置傳送的資料會報告其狀態和活動，而傳送至裝置的資料會控制並自動化其操作和工作流程。工業物聯網（IIoT）網路是智慧製造的核心，因為不僅包含互連資產，還包含與其整合的智慧系統和自動化流程。
• AI/機器學習：世界上最全面的資料，如果無法有效運用並藉此解釋，仍毫無價值。AI 具備進階分析和管理和彙總廣泛且分散資料集的固有能力，將製造資料化真正發揮作用。掌握這些資料的製造商可接著使用機器學習演算法，讓系統提供需要了解的資訊，以及未來的預測結果。
• 大數據：如果 AI 和機器學習使智慧製造「智慧化」，則大數據就是燃料。大數據之所以得名，不僅是因為數量龐大，而是因為其多樣性和複雜性。藉由向 AI 系統提供大量複雜且分散的製造資料，您可提供所需範圍，以得出日益準確的結論並隨時間快速學習。
• 自動化機器人：正如先前討論過的，機器人在製造方面並不是新的概念。真正的變革並非外部自動化資產，而是這些雲端互連資產能夠運用智慧技術自行自動化。智慧工廠仰賴自動化來實現所需的靈活度和速度。
• 積層製造/混合製造：積層製造廣為人知的名稱是 3D 列印，可提升彈性和靈活度。例如，一架波音 747 噴射客機由超過 600 萬個零件組成，每個零件的更換時間表都不同。與其嘗試存放這些零件，智慧金屬或塑膠 3D 列印機可取得維修記錄並視需要產生零件，使企業能夠維持「虛擬庫存」。
• 雲端運算：雲端連線性和運算能夠讓製造商隨時取得系統資源，例如 IIoT 資料、分析和流程自動化，並可在 Wi-Fi 或 5G 等無線管道全面進行。大型雲端可集中管理，也可分散於區域或全球地點。
• 5G 連線：擁有 5G 後，企業可善用網際網路雲端連線的優點和效益，並享有更低的延遲、更快速的速度，以及幾乎無限的擴展能力。
• 邊緣運算：現今智慧工廠的重心在於，快速調整並即時迅速因應。將一地收集的資料傳送至位於其他地理位置的系統需要時間，而對於智慧工廠而言，這段停機時間代表損失。邊緣運算協助將大腦（AI 和資料分析）帶入廠區，並消除物聯網網路的延遲。
• 模擬/數位分身：數位分身或模擬用於建立與現實世界中機器或流程相同的虛擬化身。如此可讓製造團隊測試新的做事方式，並將虛擬原型發揮到極限，而無需承擔實體設備損壞的成本和風險。
• 製造設計：這不僅僅是一項技術，更是跨部門的實務，其存在是 因為 技術。設計製造原則，讓研發專業人員從工廠現場及客戶群中取得資料。這些洞察可協助他們設計兩全其美的產品，滿足客戶對於品質和個人化的需求，讓設計能夠更輕鬆、更精簡並更快速製造和客製化。

自動化製造 vs. 自主製造

自動化製造並非新概念，指的是按程式設計運行的機器人裝置，其唯一目的是執行特定操作。這些重複工作大多與其他機器和人類在如組裝線等環境中協同作業。自動化對於實現大量製造所需的速度和準確性至關重要。

自主製造基本上是有了大腦的自動化製造。運用工業 4.0 技術，例如 AI 和機器學習、智慧製造系統以及其中的 IoT 裝置，擷取不同的資料集，例如客戶意見回饋、供應與需求、機器產能，以及其他相關資訊。人工智慧和機器學習演算法便可套用至這些資料集，以便提供並自動落實更有效率且優化的工作流程和流程。

智慧製造實際範例

了解全球頂尖的創新公司如何運用軟體解決方案優化並精簡製造和供應鏈作業：

• Leonhart Group：雲端智慧解決方案提升資訊透明度、生產力和安全性。可擴展的系統支援成長及對商機的因應能力。
• A.M.P.E.R.E：自動化整個供應鏈的流程和即時外匯和庫存更新，可加速價格計算和及時訂單履行。
• Geographe：透明度和即時資料表示可有效回應客戶需求、更可靠地預測分析，並優化供應鏈和生產。
• Yanmar Marine：跨企業自動化和標準化有助於跨企業的溝通和掌握狀況，進而提升創新和生產力。
• Smart Press Shop：採用更智慧化、更具永續性的汽車零件製造，提升效率和供應鏈彈性。

智慧製造建置：後續行動

有些企業已落實數位轉型一段時間，將各式各樣的工業 4.0 技術融入他們的營運中。其他企業正開始踏上旅程，或仍在思考如何著手進行。

好消息是，最佳智慧製造解決方案能夠滿足企業不同階段的需求，透過內建功能的獨立解決方案或雲端 ERP 協助您展開或延續旅程。

最後，在您開始此流程之前，請記得納入您最有價值的製造資產：您的員工。制定穩健的溝通和變革管理策略，確保您的所有團隊都充滿熱情、具備能力，並充分了解令人振奮的未來改善。