提升企業競爭力　創造產業新價值的智慧工廠

讓工廠變得更有智慧，不但能降低成本，還可提升效能，已成為製造業轉型的當務之急。法新社

環顧整個機械產業的發展歷程，最早期是讓人去照顧機台，後來雖透過大量標準化及自動化，可以透過程式控制加工生產，但仍然需要人工監視機台，製程資訊更需要透過人工抄寫，內容也不夠完整，直到平台、軟體、硬體及機台的完整結合，漸漸發展出智慧工廠的概念，才讓機械產業從單純的製造業，成為服務型的創新產業。

智慧工廠之所以會蔚為風潮，原因包括原物料價格飛漲，但電子產品的價格卻因為競爭激烈，價格未跟著上揚，廠商必須設法吸納原物料上漲所造成的成本負擔，加上少子化等社會因素的影響，讓優秀的人力素質十分缺乏，如何讓工廠變得更有智慧，不但能夠降低成本，同時能夠提升效能，便成為當務之急。

此外，在節能、減廢、減碳，已經成為當前重要趨勢的今天，許多工廠設備，包括冷卻水塔、鍋爐環及水處理系統，不只是要達到環保的要求，更需要透過蒐集重要資訊，進而用更先進的方式處理，不但可以兼顧能源安全、經濟發展與環境保護，更能成為提升企業競爭力，競逐全球市場的重要新武器。

智慧工廠　與電腦整合製造息息相關

「智慧工廠」的概念雖然眾說紛紜，但其實與電腦整合製造(CIM)脫不了關係，但想要建立CIM，絕對不是買1個軟體系統到廠內安裝而已，而是要善用電腦累積知識的能力，讓設備提供正確的資訊及回饋，不但可以掌握產品何時完成，還可以提供更進一步的客戶服務，如提供從訂單開始到產品製造完成入庫為止的生產資訊，遇到異常狀況的反應也可以更加迅速，促進更有效的工廠運轉與生產。

訊息系統在CIM架構中，也扮演著相當重要的角色。如果有1個好的訊息系統，就像老闆可以在全球各地對員工發E-mail一樣，生產線可以隨時告知MES應該處理的資訊。如液晶面板廠為了避免機台因為閒置而造成問題，區域控制層就可以做到設備與設備之間的協調，讓製造流程最佳化。

但要讓生產資訊做到透明化、即時化及永續化，不僅要掌握每個機台本身的資訊，更要設法讓遠近端的平台能夠相互溝通。因此如何讓工廠目前已有的各種管理系統，包括工安環保、生產管理、品質管理、保養管理及製程管理等資訊能夠相互整合，讓高階主管每天可以了解生產線狀況，掌握未來改善的方向，也成為發展智慧工廠最主要的挑戰之一。

自動化溝通成為重要關鍵

值得注意的是，資訊的整合連結不能讓人工去做，而是要做到自動化，才能即時掌握重要資訊，將蒐集資訊的時間降至最低，進而增加分析及解決問題的時間。換句話說，機台間能否做到自動化溝通(M2M)，便成為打造智慧工廠的重要關鍵。

但儘管科技不斷進步，許多工廠現場管理的各種狀況，仍然無法用模擬方式事先掌握應對方式，但考慮到效率及安全性，工廠也必須減少在現場實際處理的人力，因此遠端遙控也成為智慧工廠不可或缺的管理技術。

如工廠為了提高產能，廠區面積愈來愈大，甚至大到超過1公里的距離，就需要很多人在廠區穿梭，如果沒有遠端遙控，就會花許多時間在移動上，不但浪費時間，而且還可能錯失第一反應的時間。此外，許多科技產業為了保護智慧財產，廠區進出管制的複雜度，已經不亞於入出境控管，不但花費不少時間，也提高營運成本；而在安全控管方面，工廠如果出現毒氣外洩，人力要儘快撤出，後續的救災就得靠遠端遙控，才能處理廠區問題，讓損失降至最低。

製造業面對全球化的激烈競爭，即使選擇到製造成本相對低廉的國家設廠，早晚還是要面臨外移的處境，而且面對愈來愈短的產品生命週期，業者更需要不一樣的決策方式，才能有效反應市場需求，若能將動態調整與資源運籌的能力加入到製造系統中，就可協助決策者系統性的分析並即時將資料所萃取的智慧，轉化為可執行的數位化與科學化的決策。

但以與製造智慧息息相關的資料挖礦為例，雖然目前已可做到深入發掘各種製造資訊，由於製造程序複雜、影響變數眾多，往往無法從收集的龐大資料中，迅速有效地挖掘或歸納其中有意義的樣式或規則，更遑論提供即時決策的依據。因此，資料採礦要產生效益，人力資源將扮演重要的關鍵，也成為智慧工廠發展的主要挑戰之一。

因應環境變遷　建置智慧工廠

值得注意的是，智慧工廠的趨勢，應該要用更人性化的角度來探討，關鍵不是要取代人工作業，而是要因應環境變遷。智慧工廠所節省的人力，不見得需要裁撤，而是可以轉移到新廠，發揮即戰力，或是將更多的時間，投入到更有價值的工作上，如改善製程等，包括規劃、製程及故障排除的時間都可縮短，進而降低不良品率，才將提升產線產能，縮短產品上市時間。

智慧工廠的趨勢，也正是台灣機械產業的機會，因為台灣擁有最多的資訊電子製造資訊，因此台灣相當適合作製造雲，透過導入M2M的概念，機械產業勢必會發展出新的營運模式，尤其是工具機廠更應加強主動式服務管道與加工廠智能化管理能力，才能創造出服務型的工具機產業。