国际制造发展趋势

近年来，制造业面临的竞争日趋激烈，厂商必须随时面对订单不稳定、生产少量多样、产品生命周期愈来愈短，生产良率的控制，以及备料库存压力等相关问题，使得从中寻求能够同时提升生产力及竞争力的关键策略，成为各国共同关切的方向。面临日趋严格的环境法规、缺工及高龄化问题。各国积极推动「再工业化」和「制造业回归」战略（表一），以延续其制造业竞争力与生命力。例如，美国推出「先进制造伙伴」（Advance Manufacturing Partnership，AMP）计划、德国提出「工业4.0」（Industry
4.0）计划、大陆「中国制造二○二五」，及韩国「制造业创新三点○」。

各国不约而同把数位化、虚拟化、网路化之智慧制造定位为国家产业结构重建的核心和提升国家竞争力关键，希望在制程中整合资讯软体与数位网路等技术，加强产品设计和制造服务的连结，使制造流程更优化，达到节省能源与成本，提高产品品质。

台湾启动生产力4.0

台湾近年制造业生产毛额约占全国整体GDP 比例百分之二十五，但附加价值率仅有百分之二十，比起美、日、德等工业先进国家低了百分之十至十二，也就是在生产过程中所创造的价值较少。此外，我国劳动人口数量于二○一五达到最高峰后逐年递减，预估到二○二○年将有一百八十六万就业人力缺口，且有高龄化现象。此外，我国整体产业产值成长趋缓，劳动生产力成长率由百分之六．五五下降至百分之三．九三 （下降百分之四十），使得人均产值成长持平，在就业人口下降及土地不足趋势下，预估整体产业产值也将随之下降。台湾传统追求低廉劳力及大量生产之制造型态，已不足以因应现今少量多样的客制化市场需求。
在大陆与东南亚等开发中国家抢占中低端量产市场，西方再工业化抢占高阶大量客制化市场的态势下，台湾面临上下夹击，因此，「产业转型」一直是近年追求经济发展的重要课题。为因应国内制造业发展面临的限制因素，以及国际制造环境变化所带来的挑战，同时也要确保台湾未来能在各国新一波制造业竞争力发展竞赛中能立于不败之地，行政院科技会报办公室结合经济部、科技部、教育部、农委会等单位，推动台湾「生产力4.0」（表二），强化我国在全球生产供应链关键地位。

台湾多数厂商为中小企业，相关能量仍待强化，因此优先选定具备IT及自动化基础的中坚企业及其供应链，协助建构生产力4.0创新营运模式，再透过复制扩散，逐步带动台湾中小企业升级（图一）。为落实与制造业有关的生产力4.0发展策略，具体措施包括：
一、 链结先进工业国家：透过引进国际生产力4.0专家与技术，累积国内厂商实绩与能量。
二、 健全产业发展环境：透过培训跨领域人才及提供优惠融资等政策工具，塑造有利产业发展环境。
三、 催生产业跨域服务团：结合生产力4.0与产业领域知识，针对重点产业成立生产力4.0跨域服务团，提升服务能量。
四、 发展产业创新营运模式：选定重点产业之中坚企业及其供应链，建置创新制造服务示范案，发展生产力4.0创新营运模式。
五、 促成产业典范转移：透过示范观摩促成复制扩散，并催生旗舰厂商，串联供应链、系统整合与服务厂商能量，提供全方位服务，来促成产业应用聚落，并拓展国外商机。

生产力4.0带来产业新思维

生产力4.0的核心为智慧制造，包括：一、在工厂内，通过工业互联网、智慧机器及智慧分析决策，实现工厂智慧化；二、在工厂外，把不同工厂连接起来，形成设计、供应链、服务、制造的协同合作（图二）。总体而言， 智慧制造是用ICT 技术提升工厂智慧， 用ICT 技术实现工厂间的协同合作，再用ICT 技术提升制造业基础。以西门子公司位于德国Amberg 的智慧工厂为例，透过高度整合自动化系统，采用客户下单生产，在客户下单后二十四小时内，产品交付可靠度达百分之九十九，除兼顾品质要求外，产能更提高七倍，达成快速、弹性、客制化境界。

而智慧工厂是智慧制造的重点之一，包括：一、智慧生产过程，即通过机械智慧化改造、广泛网路连接、平台上智慧的资料分析，实现生产过程的智慧。例如生产过程优化、能耗优化、设备优化等。二、数位化设计和模拟之虚实化系统（CPS），在电脑虚拟环境中，对整个产品生产过程进行模拟、评估和优化。数位模拟主要解决产品设计和产品制造间的鸿沟，降低设计到生产制造间的不确定性，缩短产品设计到生产转化的时间，并可提高产品的可靠性与成功率。以国内生产高尔夫球杆头的公司为例，该公司只是在产品模具设计、模拟与制作等阶段导入数位制造，就能达到一地设计多地生产模式，使得原本需要三周的模具制作时间缩短至七天内，并能快速衔接后续的精密加工与组装作业。

生产力4.0是基于互联网思维下的工业生产模式，互联网将深度参与到生产过程中，透过网际网路使工厂内外的物品和服务连接一起，让生产零距离、去中心化与分散式，此一发展的焦点在于扩大附加价值解决方案（而不只是产品），进而创造出新的商业模式：
一、服务化转型延伸商机：由于网路功能越发健全，为应对「多品种、少批量」的市场需求，企业间的协同设计、制造、供应链等合作将更密切，生产周期将被大大缩短达到快速回应市场需求，因此，未来制造业将逐步从单纯的有形产品扩展到基于产品的增值服务，并且凭藉销售端的大量资料分析以准确预测客户需求，实现生产流程的优化及降低库存。以MAZAK工具机为例，其成立应用服务中心，提供预测保养，安全等服务，除销售量提升外，应用服务收入更增加百分之二十。台湾以中小企业为主，透过代理商贩售工具机设备，服务之人力与专业知识受到限制，无法因应大幅业务扩增与产品竞争力提
升。因此，工研院工具机中心成立台湾工具机、制造产业应用服务云端中心，提供工具机制造厂与客户服务平台。工具机连网后透过巨资、云端计算，可提供数位制造加工优化、安全、制造履历等内涵之CPS 技术服务，也可收集使用资讯作为新设备开发参考。

二、大量制造资料使制造业转变为可预测管理：随著智慧感测器技术的发展，智慧制造设备在生产过程，除接受生产要求资讯，在生产过程中也产生大量生产资讯，针对资讯进行分析、判断、决策、回馈控制，除回馈调整智慧制造过程，更回馈至设备制造商、供应商、维修服务商等，避免制造问题。以工研院机械所近年发展的智慧主轴为例，加工设备在运转过程中会有自然磨损，这种自然磨损可能导致该产品成为不良品，若能将这些资讯回馈给智慧设备，并进行自我调整，将可确保生产出高品质产品。

智慧制造开创商机

智慧制造是制造业发展的必然趋势，亦为传统产业转型升级的必然走向。对制造业而言，越来越多的中小企业通过互联网组成协同创新联盟，正在悄然推动新一轮工业革命。在生产力4.0时代，借助物联网实现人、机、物结合，必将导致产业结构、经济结构和社会结构从垂直转向扁平，从集中转向分散，并使制造往服务延伸，俾利创造更多商机。