工業4.0被視為全球傳統製造業的轉型目標，據經濟部工業局資料顯示，台灣傳統產業產值占總體製造業約65%，員工人數約占70%;台灣超過九成為中小企業，傳統產業因為廠商規模限制與產品特性，其創新研發能力相對較為不足，難以提升附加價值。面臨歐美國家的先進製造、新興國家大舉成為低廉勞動成本的生產基地，使國內傳統產業面臨激烈的國際競爭，其轉型也愈發急迫。
過去大量標準化生產的營運模式，顯然已無法滿足當今市場需求，少量多樣性的客製化商業變革漸成主流，能否掌握製造終端客戶的需求與價值，成為企業主導入智慧製造的助力。那麼，傳統產業該如何將實體資訊帶入數位領域，以求在台灣「智」造的新戰場上存活下來？
邁向智造第一步：工業物聯網
智慧製造只是工業4.0的起步，而提到工業4.0，所羅門智動化事業群副總經理郭才坤即開宗明義表示，工業4.0的實質面其實談的是IT（資訊科技）與OT（操作科技）的整合。眾所周知，過去由於IT的開放性與OT的封閉性，兩者顯少交集，但現在藉由虛實整合技術（Cyber-Physical System），使得IT與OT開始對話。所謂虛實整合，即是利用電腦、軟體及感測器（Sensor）等建構一個與實體相符的虛擬模型，以此模型整合IT與OT資料，經過彙整分析後，再下達指令回饋至實體面做監控，而將實體資料彙整至虛擬資料最快速有效的方式就是物聯網（IoT）。套用在工廠環境裡，便是工業物聯網（IIoT）。
工業物聯網與一般物聯網概念相同，需先在底層架構感測網路，但由於生產系統或機台設備屬於長期投資，其使用年限動輒8∼10年，除非導入全新產線，否則面對不同廠牌、不同介面的機台，勢必需要建置大量感測器。如何在既有的設備上設置感測器以擷取訊號，是現在傳統製造業導入工業物聯網系統最困難的挑戰。晟福科技總經理羅福枝就指出，目前國內中小型傳產廠房絕大多數仍處於2.0到2.5的階段，傳產業若要邁向智慧化，第一步是全面感知，先解決機台內部運作資料的問題;第二步是通訊，鑑於工廠機器設備眾多、訊號干擾嚴重，須配合現地環境形態以提供穩定的通訊管理，之後才是考慮後端資料的分析與運用。
工業物聯網被視為未來工廠的核心運作骨幹，因此經濟部工業局亦規劃於今年推動1,000台以上機器設備導入智慧機上盒（Smart Machine Box, SMB），讓既有設備裝上SMB後便可立即具備機聯網基本通訊功能，將不同機台的生產數據傳換為「同一國語言」的資料，讓生產管理可視化、生產排程優化，透過設備智慧化功能，業主可以提升生產品質與效率，降低生產成本。先調整好企業體質，日後或可循序漸進，逐步導入AI大數據的智慧分析。
導入智慧化的目的：提升效率
然而，工業4.0的涵蓋範圍廣泛，傳統產業應先思考導入自動化／智慧化的主要目的為何。郭才坤認為，「優化」（Process Optimization）與「預知保養」（Preventive Maintenance）是智慧化的共通目標，先界定清楚哪些地方可以被優化和被量化，再藉由智慧系統偵測機台設備狀況，預估設備的可用年限與預計更換日期，在機器停止運轉前安排維修或更換。為何而做、哪些要優化、哪些要做預知保養，先定義清楚。
思納捷科技總經理莊棨椉則從管理面的角度出發，當管理的效能提升後，產品良率自然就會提高。工廠智慧化不是非得100%自動化，或是必須更換先進機台設備才能有大幅度成長，尤其設備汰換還牽涉到資本的投資、人員的訓練、儀器的引進等各方面流程的改善，需花費大量的時間及資源。企業究竟該如何做管理？他解釋，最重要的是讓所有資訊能夠透通，例如機台、稼動率、能源管理資訊、使用流程、下訂單的方式──從原料直到產出成品，其生產流程是否確實掌握？如果這些環節都無法講清楚，更遑論要做自動化／智慧化。
許多人談工業4.0、智慧製造，大多在講技術、自動化，但自動化、機器人只是工具之一，重點還是在於觀念與思維。身為智慧感測器廠商的台灣西克產品經理歐羿宏，就針對智慧製造提出應該關注的五大要素，即透明化的生產過程、靈活彈性的生產方式、連續生產的品質保證、移動平台以及人機協作。未來的生產趨勢是，從原物料管理到最終的銷售產品，不僅要能時時掌握狀態，還可進行少量多樣化生產、即時的品質監控，再進一步擴大至工廠內部物流的移動式平台——自動導引車系統（AGV），以及人機協作的安全等⋯這些都可作為業主盤點自身資源和決策情境的轉型思考依據。
成本考量 業主需求與實際導入有落差
儘管愈來愈多的傳產業者做智慧製造，但中小企業資金、資源有限，經費往往花在刀口上，對於智慧化的投資較趨保守，不若高科技廠房每年固定編列預算以提升產能;尤其傳產多為家族企業，十幾年來客戶固定下單，因此也沒有太大的動力去改變。奕瑞科技執行長張義淵即以自身經驗為例，最初在為業主導入AI智慧影像分析系統時將目標設定在生產管理與品質管理，希望藉此讓產能增加，然業主卻反問：「我產能增加了一倍，我要賣給誰？」產能增加意味著原物料成本跟著上升，多出來的產品也可能增加存貨風險，不一定符合其需求。
莊棨椉也補充，傳產產業基礎較弱、資源匱乏，不應該像科技業的大筆投資做法，而是協助其「微轉型」，先將數據資料一點一滴建立起來，花三五年慢慢投資，有時就可以畫出工廠的轉型藍圖。思納捷的做法是從能源切入，所有工廠都需要能源，有了能源資訊就能引導出機台／生產資訊，再結合感測器、稼動率資訊，資訊透明化了，答案便呼之欲出。以紡織廠為例，由於紡織業染整須大量用水，因此從節能／能源管理著手，業主較容易「有感」;客戶體驗良好後再做機台聯網，將設備資料視覺化就能進行資料分析，從中找出瑕疵成因。例如：染色不均可能出在某幾個流程，經過進一步診斷，推估問題應該出在溫度不夠或水質太硬、染料不足，有效限縮不良品的肇因。
其實不只業主本身，系統整合商（SI）同樣也受到成本考量的掣肘。羅福枝解釋，中小型傳產導入智慧化最大的困難來自其目標不夠明確，且客製化程度高，SI在前期研究、尋找合適解決方案的過程往往須投注大量時間與心力，即使為業主節省人工或提升設備精準度，卻常在報價時因超出業主預期而破局。在無法定義自身需求的情況下，自然與實際導入帶來的效益產生落差，這樣的結果也連帶使SI對於初次導入廠房智慧化的案件承接意願不高。
轉型升級 系統整合是關鍵
工業4.0代表物聯網與相關實體技術的整合，是實體到數位、數位再回到實體的科技應用，但理論知易行難，並非擁有了ERP、CRM等系統＋物聯網的條件就算工業4.0。郭才坤強調，物聯網只是工具，還要結合整個生產製造流程和工廠老師傅的專業經驗，其達到智慧化的關鍵要素不在技術含量有多高，而是在於系統整合的功力有多深厚。
羅福枝認為，像這樣的系統整合思維尤其可以套用在傳統製造業，因每家企業的體質狀況不一、機台設備程度不同、想要導入的目的也各有殊異，特別是規模愈大的專案愈要整合更多設備供應商，如何在有限預算內找到適合案場的解決方案、收集到業主想要的資訊，系統整合能力是關鍵。
傳統產業因不同的細分領域有自己的產業知識（Domain Know-how），想要找到對的方案與對的SI，企業本身應成立一個跨部門小組來討論，包括銷售、生產、資訊等其他部門主管都要進來參與廠房智慧化的導入，以確保SI提出的方案能切中企業內部需求，讓系統整合從痛點出發，而非從技術出發。而一個工廠專案所涉及的產業知識可能包含多種領域，各家SI專精的部分各有擅場，因此相互結盟合作、共同執行專案亦是未來普遍趨勢，藉由策略聯盟，不僅能提供更好的客戶體驗，也能使產業更加興盛。
傳產業潛在商機湧現
回過來看，傳統產業一直是台灣經濟發展的重要功臣，即使在現今高科技蓬勃發展的階段，傳統產業仍是出口外匯收入的主力之一。然而，雖然大部分業主有想法卻缺乏資源，預算不足普遍為中小型企業難以跨越的門檻已是事實。就有系統整合業者表示，小型工廠能接受的投資約在百萬以內較有機會，規模較大的則在300∼500萬之間，因此讓業主知道投資的必要性，又不會一次投入太多資金，先求有、再求好的方式較易說服。
既然成本是智慧化的最大障礙，解決方案供應商或可基於自身擅長的領域，提供屬於該產業Know-how的標準化套裝服務，例如具備基本功能的light版本，日後再視客戶需求彈性擴充其他功能。如台灣西克除為較大型OEM或SI提供元件外，也推出套裝式解決方案，針對一些特殊應用或環境定制標準化方案，客戶取得套裝元件後，只需依照使用說明及操作手冊，按圖索驥安裝，並透過快速接線與簡單的參數調整，降低客戶的疑慮與進入門檻。
事實上，相較於國內高科技廠房已趨飽和，傳統產業量體大且智慧化進程緩慢，仍是一塊尚待耕耘的處女地，據經濟部統計其產值高達12.1兆元，對於轉型升級需求強勁，只是導入自動化／智慧化的程度多為保守的局部性或單一產線。產業廠商若可以服務高科技廠房的經驗應用在傳產業，開發對應的優化方案，將原本的Solution輕型化、簡單化以減輕業主負擔，從小地方開始做起，當業主能「眼見為憑」，實際感受到成效後，相信將會是一極具發展潛力的龐大商機。
工業4.0非一蹴可幾
本刊從2015年政府初次喊出工業4.0以來，每年皆探討智慧工廠議題，歷年觀察下來可以發現，三年前國內工廠普遍處於2.0階段，對於智慧製造、智慧工廠、人機協作的概念仍相當模糊。三年後的現在，雖然大部分業主已有自動化／智慧化的觀念，大致能表達自己的需求，但廠房現況依然停留在2.0∼2.5階段，產業升級儼然還有漫長的路要走。儘管政府為協助傳統產業升級，推動五＋二產業創新政策以及各項主題式計畫打造智慧機械、智慧製造標竿，但對大部分中小型傳產業者來說仍是飲鳩止渴，除了資金、人才、技術均無法集中外，業主需求與實際導入智慧化的過程也有落差。
智慧製造已經勢在必行，企業可以檢視自身智慧化的體質，釐清自己與同業競爭對手的差距，將有限的資源放在最能提升競爭力的項目中，務實地朝轉型升級之路邁進;而服務供應商在提供Solution的同時，更要同理業主「既期待又怕受傷害的」的心理，在導入智慧化部署前先進行POC（Proof of Concept，概念性驗證），才能找出最合適的解決方案，與業主共同再造「智造」奇蹟！
