厚植製造業競爭力的智慧工廠
- DIGITIMES企劃
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由於產品生命週期越來越短，客戶需求瞬息萬變，導致愈來愈多的產品必須走客製化路線，加上原物料及能源價格起伏不定，成本控制越來越難掌握，再加上產業供應鏈邁入全球化之際，卻又遭遇全球氣候變遷可能導致的生產或運輸中斷挑戰，如泰國水災導致汽車及硬碟產業全面停擺，殷切不遠。
現今的製造業者必須隨時面臨不穩定的訂單、少量多樣的生產、生產良率的控制、以及備料庫存壓力等問題，生產流程管理不能只是自動化，更需要智慧化。涵蓋電腦整合製造、即時生產監控、遠端數據蒐集與分析、自動化流程控制等重要應用，有助於製造業清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線人工幹預、及時正確地蒐集生產線數據、更加合理的生產計畫編排與生產進度等價值的智慧工廠，未來將得到更多的關注，
從智慧工廠到智慧園區
「製造智慧化」之所以蔚為風潮，主要的原因在於上游成本不斷增加，但下游產品的價格，卻常常因為供過於求，或市場的競爭激烈，導致價格無法跟著上揚，廠商無法長期吸納因原物料上漲所增加的成本；因此，工廠需要能精確控制原料、製程及產品的過程，不只是要降低成本，更要因此提升生產效能，如則讓生產「智慧化」，已經是繼工廠「自動化」後，最熱門的話題之一。
但就目前的趨勢走向，「智慧工廠」的概念，其實要比工業自動化來得複雜，且市場仍眾說紛紜。甚至有業者認為，只有「智慧工廠」還不夠，而是要設法發展「智慧廠區」或「智慧園區」。
因為隨著市場與消費者需求的增長，現今的工業園區都需要重新規劃、改擴建以適應生產規模的提升，考慮的要素包括工業園區整體布局的合理性、安全性；針對產能擴張的有效應變能力；產業群聚所形成的上下游產業鏈連動關係，能否幫助企業提升競爭優勢，都是決定製造業成敗的關鍵。
但一切還是得先從智慧工廠先做起，如何透過IT技術、通信、作業系統與製造工廠的完美結合，帶動工業自動化和決策智慧化，提供業者安全、高效、便捷和高度自動化的製造環境，以滿足生產與業務需求，將是製造業及解決方案供應商致力的目標。
工廠的資訊化建設發展經歷了從IP網路架構設計，到體現總控中心的資訊管理，再到目前對工廠 IT 系統、通訊系統、安防系統、火災報警系統及其他弱點系統的資訊綜合管理。可以確定的是，智慧工廠的目標就是設法將 IT 與生產應用完美融合。
因此，IT基礎設施將是貫穿智慧工廠架構的最重要一環，它不僅傳遞資訊，也承擔著提供和制定標準的作用，更是未來訊息整合的基礎。智慧工廠未來也將著眼於如何打造一個現代 資訊通訊環境，提供工廠全面的系統整合管理解決方案，讓工廠可以直接並即時的獲取製造設備的生產、運行和質量數據，並利用整合的資訊系統解決各類問題。
智慧工廠的基本概念
一般而言，智慧工廠的基本概念，至少應該包含「製程管控可視化」、「系統監管全方位」及「製造綠色化」等三層面。
所謂的「製程管控可視化」，是將工廠的產品製程，包括原物料管控及流程，均可直接即時的展示於控制者眼前，讓控制者得以全盤掌握製程的現況。如即時掌握系統機具的現況，讓控制者可以減少因系統故障所造成的生產偏差。
此外，由於製程中所蒐集的相關數據，均可保留在資料庫中，透過妥善的資料採礦管理，決策者可以進行完整的資訊分系，以進行後續的生產規劃，或是根據生產線的現況，規劃生產機具的維修保養。
至於「系統監管全方位」，則是讓製造設備具有完整的感知能力，以感測器做連結，讓控制系統可以進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能。值得注意的是，相關解決方案，並非只是安裝感測軟硬體而已，而是要建立一個擁有完整設備資訊及回饋機制的資料庫，透過系統平台累積的各種資訊，讓決策者更能掌握產品完成時程，從訂單開始，到產品製造完成、入庫的生產製程資訊，都可在資料庫中一目了然，在遇到製程異常時，決策者亦可更為迅速反應，以促進更有效的工廠運轉與生產，提供市場更進一步服務，
而在「製造綠色化」方面，除了在製造上要多利用環保材料、留意污染等問題，整個供應鏈的廠商間，從資源、材料、設計、製造、廢棄物回收到再利用處理，都必須形成綠色產品生命週期管理的循環，甚至可藉此協助上下游廠商與客戶之間，共同創造符合環保的綠色產品。
發展智慧工廠 厚植製造業競爭力
在面對政府現行所強調的環保與經濟並重的產業發展，若能將綠色環保的概念注入於智慧型工廠，更將有助於改善目前三K 產業(如高污染產業)所產生大量的環境污染，提升國內產業競爭力。
事實上，結合國內的人力結構與科技發展，台灣現行已具備發展智慧型工廠的條件：由於推動智慧工廠需要較多的高技術人力，目前台灣高學歷、高技術人力資源甚多，再加上網絡ICT技術已相當成熟(智慧工廠的資料傳遞與溝通需依賴網路科技)，顯見我國的外部環境與產業環境成熟，適合推動智慧工廠。
美、日、德皆已發展智慧工廠，台灣擁有雄厚的製造業基礎，更有必要加以發展，以厚植我國製造業的競爭力。但由於智慧工廠牽涉專業關鍵零組件，這些關鍵零組件多來自於美國、日本、德國。由於這些關鍵零組件可應用至國防上，先進國家不見得願意開放予其他國家(包含我國)進行研發，頂多僅能開放予其有限的使用權(如控制器功能就非常有限)，無法依據各國的需求，讀取資料、分析與調整監控功能。因此，台灣似有必要加以發展，以厚植我國製造業的競爭力。
