建立資訊通透之數位平台 蓄積客製化生產實力

位在德國巴伐利亞州丁格芬(Dingolfing)的BMW工廠，每隔58秒就能完成洗漆槽與管線的換置，為每輛汽車塗裝不同的顏色。來源：DS&F

從2013年開始，「工業4.0」就成為製造業界的流行辭彙，也讓「智慧製造」、「虛實整合系統」(CPS)相繼成為各界矚目的焦點。工業4.0的重點訴求，在於生產自動化與數位化的整合，把資通訊技術導入至生產相關的各個環節。

由此可見，智慧製造的價值意涵，並不僅是工廠內的自動化，而是讓整體價值鏈在沒有時差、沒有誤差下完整串聯，使鏈條當中的製造商、供應商、協力夥伴乃至最終用戶，都可以雙向互動，也確保生產者可隨時掌握關鍵資訊、隨時調整生產布局，以最快速度迎合不斷變遷的市場需求，終至大幅提升生產效率與彈性。

前幾年曾有人提出「58秒競爭」，為工業4.0做了非常貼切的詮釋，在這個競局中，決勝關鍵不再只是自動化，更重要的環節在於製造服務能力，依據客戶的需要，在58秒內完成各種不同產品的生產，如同前述，背後取決於製造商、供應鏈、客戶服務完全聯網化，以致讓點與點或端與端之間的訊息得以快速貫通，有了這個基礎，生產者便能展現出前所未見的絕佳反應速度。

憑快速客製化模式  決勝58秒競爭時代

說起工業4.0概念下的智慧工廠，無庸置疑，西門子的安貝格(Amberg)工廠肯定是典範案例之一，它最為人津津樂道之處，乃在於20年漫長時間裡未曾擴建廠房，員工總數也幾近一成不變，但產能硬是激增8倍，產品質量合格率高達99.9985%、逼近100%水準，環顧全球，幾乎沒有任何一家同質性工廠能達到如此低缺陷率。

更難能可貴的是，安貝格廠也完全符合58秒競爭概念，只因能夠在58秒內完成一台控制器的生產，而且每一台都不一樣，堪稱是快速客製化模式的極致表現。深究該廠之所以展現這般絕技，背後蘊含了非常多需要扎實修鍊的基本功，首先靠著生產設備與電腦即可自動處理4分之3的流程性工作，意謂仍需靠人來處理的工作比重不到4分之1，僅需要在生產的一開始，由人把電路板放置到產線上，之後便由機器自動控制完成。

其次，安貝格廠善用工業物聯網(IIoT)技術，開創了與過去截然不同的工業製造邏輯與模式；回顧過往，多數工廠生產走的是集中化控制，由中控台於每一分鐘對機器發送生產指令，如今安貝格廠則是更上層樓，利用各項商品本身所附帶的資訊，告知機器需要啟動什麼樣的生產流程，以便於製造出符合客戶要求的產品。

換言之，每一項產品還未被生產之前，各自的生命週期劇本即被編寫完成，產品的使用目的已告底定，包括產品從無到有的催生過程，需要採用哪些零組件，也已預先定義完成；值得一提的，每一項零組件都各擁自己的身份資訊，既有名稱、也有位址，更讓人嘖嘖稱奇的是，這些零組件皆知道什麼時候、有哪些生產線或哪些工序需要自己，繼而與其他零組件協商定義在數位工廠當中的最佳運行路徑。

展望今後，任何生產設備與工件，都彷彿是擁有智慧的個體，彼此可以對話交流，藉此自主決定後續的生產步驟；也就是說，在工廠裡頭，不同的生產設備與工件，都可依照不同的客戶訂單內容，隨機組成訂單交付的任務編組，每個小組都等同於分散式、高效能、高靈活性的生產系統，有能力如期如質地滿足個性化生產需求。

事實上，58秒的傳奇故事，並不只發生在西門子安貝格工廠，也出現在其他場域。早在10多年前，奧普蒂瑪(Optima)便已提供香水訂製服務，客戶可以挑自己喜歡的玻璃瓶，裝入自己偏好的香氣，最後還能在瓶身刻上自己的名字；現在，Optima只需要花58秒時間，就能完成一瓶客製化香水的生產與包裝。

另一個經常被提及的58秒傳奇故事，便是BMW的Dingolfing智慧工廠；在該廠中，塗裝設備轉換顏色只需要58秒，意即就在這個短暫的瞬間，為每一輛新車塗上不同的顏色。

扎穩數位化地基  完整串接製造上下游

如同「工業4.0：即將來襲的第四次工業革命」的作者Ulrich Sendler所言，工業製造變革的速度，比任何人想像的都還要更快，如果你選擇什麼都不做，無異像是自殺；你永遠不會知道下一個競爭對手，會從哪邊冒出來。

在此前提下，新的技術正在一步步顛覆製造業，且顛覆範圍涵蓋產品設計的方式、產品生產的方式，與產品進化的方式，可說所有生產大小事都受影響；表面上看來，是一項蘊含高複雜性的變革工程，製造型企業應該從何做起？先決要件就是數位化，不管生產機台、供應商管理、倉儲、設備維修、Shop Floor、CAD/CAM/CAE、軟體開發、PDM、QA/QC、ERP、MES等每一個環節都必須走上數位化，個個皆有能力提供出可被利用、可被理解、可受信賴、可被執行，而且是一致性、穩定性的數位資訊。

一旦成功落實數位化，則前述一堆以往散落各地處、彼此不串接的系統，就開始產生連結，使得從產品設計、製程規劃、製程模擬、產線設計到工廠(或產線)模擬等前後段生產活動一路貫通，不再是一個個孤島，無需人為介入溝通或傳檔，就能在這條已被打通的價值鏈條上，共享一致化的數位資訊，不再出現任何斷層；否則坦白說，上下游訊息若不能共享，欲達到智慧製造，根本是不可能的任務。

以至今還未完成數位化的製造型企業而論，當務之急，必須儘速打造一個能夠做到數據同源、虛實融合的數位化平台，把屬於產品開發層面的需求暨概念、系統設計、詳細設計、測試與驗證、產品發布等一連串流程，以及屬於產品製造層面的DFx需求、製造策略概要設計、製程設計暨工廠設計、製造驗證、產品製造等一系統流程，全都串接在這個平台。

如此一來，企業便可輕易藉助3D模型與產品設計製造相關所有資訊的整合運用，實現製造上下游完整數位化串接之願景，利用數位化雙胞胎，不停地反饋數位資訊、持續地優化產品與生產，藉以大幅降低重工與物料消耗的比例，且透過跨越虛實界線快速驗證製程零件，靈活滿足彈性化生產需求。