工業4.0正在改變「制造業」的傳統模式，制造商為了要改善生產效率、降低生產成本，以及改善勞動力不足的缺點，在生產線和整個運營過程中開始導入物聯網IOT、云計算、AI人工智能、機器學習以及大數據分析等技術。

本篇文章將會簡單說明什么是工業 4.0？ 它將帶來哪些影響？ 以及工業 4.0 所需要的“核心技術”與“基礎設備”有哪些？

工業4.0的定義

工業4.0 （Industry 4.0） 是一種「制造思維」的改變，從大量生產逐漸轉變為大量定制化，以「智能制造」為重點，其核心在于數字與實體的串聯，即「虛實整合系統」（Cyber-Physical System，CPS）與「物聯網」（Internet of Things，IoT）。

實體機器的行動轉換為數據，利用物聯網達成機器間信息的交換與整合，再透過云端服務與大數據的分析，可以優化制造流程，使制造過程能更加智能化、客制化與服務化，同時提升消費者服務體驗。

工業1.0到4.0的演變過程

從工業1.0到3.0的三次工業革命都是為了讓整個生產過程更有效率，使生產機器擁有更好的效能，以達到大量生產與販售的目的。

工業4.0并非為第四次工業革命，而是泛指「新一代的工業轉型」，可以說是一種潮流趨勢。

工業1.0

工業2.0

工業3.0
有了「晶體管」與「集成電路」的出現后，開始使用「電子設備」及「信息技術」來降低人為的影響，以增進機器制造的精準化及自動化程度。

工業4.0

透過機器與機器之間的溝通來提高自動化程度，并發展出「人機協同運作」的智能工廠，進而轉化為提供產品客制化與服務化的生產能力。

回顧歷史上的三次工業革命，工業4.0不再以制造方面的生產量為重點，而是以「需求」視為首要任務，為客戶提供定制產品與服務。

工業4.0的三大項目

智能工廠

智能工廠是運用物聯網將所有自動化的生產設備互相連結，并整合大數據成單一且可視化的系統，對設備進行實時監控，達成生產材料的控制、生產過程的追蹤，以及生產設備的監控等目的。

智能制造

以智能工廠為基礎，通過物聯網、大數據、云端計算、人工智能等技術，將生產制造的每一個環節都提升至「高度智能化」與「客制化」，重點在依據客戶的需求快速的生產出定制產品。

智慧物流

智慧物流靠的是「信息與通訊」的技術，包括「RFID」、「感測器」、「GPS 系統」與「良好的通訊環境」，以串聯物流系統的每一環節都能信息化的運作，如采購、倉儲、運輸、配送等，達到供應鏈全流程的信息實時共享。

工業4.0所需的信息技術與基礎設備

物聯網

物聯網是利用 RFID、感測元件、嵌入式系統、GPS 定位等技術來收集物體信息，并透過互聯網傳遞數據，使得物體之間能夠交流，依收集到的數據資料進行分析與決策，進而控制已連上網絡的物體。

云端運算

云端運算是主要使用遠程主機以訂閱制或服務形式來提供運算資源的共享空間，包括數據、服務器、分析、應用程序等，能夠降低管理成本，并隨時隨地進行運作與存取。

大數據分析

物聯網會不斷地收集信息，而形成巨量資料，又稱為大數據（Big Data），數據本身不帶有任何意義，有意義的是利用大數據分析出來的結果，可以是經驗也可以是預測。

數據科學家與數據分析師需要從數據中快速獲得結果，就需要高運算的電腦，而此類型的電腦通常為工作站或服務器。

自動化

自動化是一種控制模式，廣泛來說是指無須借助人力，就能使生產制造的機器自動且規律的運行，主要目的是能夠加速生產效率、穩定生產質量與減少勞動力。

系統整合

系統整合指的是將所有次系統匯整并建構成一個單一系統，而在此過程中，每一個次系統在這單一系統中仍然能正常運作，如：主動式監控系統

網絡安全與管理

網絡安全指的是要維護系統運作、保護數據安全以及抵擋防御外在風險的手段。 由于在互聯網上進行大數據的分析與云端運算的訪問，因此網絡安全就極為重要。

工業4.0的影響有哪些？

正面影響

• 降低職業傷害

• 改善產品質量

• 降低生產成本

• 綠色生產

高度自動化可幫助我們減少許多生產時所造成的職業傷害，再加上「大數據」的輔助，更能將心思投入在「設計客制產品」或是「改善產品品質」，以滿足客戶需求、提升消費者體驗。

由于生產制程趨于「智能化」，我們可隨時透過「物聯網」取得生產流程的資料與設備的狀態，使制造商可彈性地立即做調配，這么一來就能降低整體生產成本、庫存及廢料，同時還能兼顧環境，實現綠色生產。

負面影響

• 失業率上升

• 傳統制造業沒落

• 資安問題

當工廠達到高度自動化時，勞工開始漸漸地被機器取代，進而導致制造業的失業率提高。

資金不足的中小型制造商可能因沒有物聯網、AI 運算等技術，而面臨被淘汰的危機。

數據中心在工業4.0中扮演重要的角色，可能會衍生出資料流失與外泄等問題，所以制造商需更重視信息安全的維護。

工業4.0

工業4.0屬于一種工業思維的轉變，是進行數字轉型最重要的根本，能夠提供企業信息的透明度與掌控能力，徹底改善生產效率、降低生產成本。

從收集機器數據的傳感器、RFID，和大數據分析與云計算所需使用的工作站，到系統整合的監控管理系統，完善且穩定的軟、硬件整合是轉型工業 4.0 的重要關鍵。