新世代模具智能工廠規劃與管理-思維篇
前言
模具作為國民經濟的基礎行業，模具涉及機械、汽車、 輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業，應用範圍 十分廣泛。一個國家的模具技術是衡量產品製造水平的 重要指針之一，尤其大型、製造精密和復雜模具的技術 在國家製造業中的地位尤為重要。模具技術促進工業產 品的發展以及質量的提高，為社會創造了極大的經濟效 益。雖然模具不是終端產品而確是產品的過程中工具與 裝備，模具的確是非常重要的效益放大器。
模具是工業生產的基礎工藝裝備，被稱為 “工業之母”
模具與裝備製造業是技術密集和資本密集工業，具有勞 動密集的特性及有較大的就業能量及就業機會。德國之 所以能在2008年金融危機中受波及程度小，其根本原 因得利於其完整和高水平的模具及裝備製造業體系，佔 據世界領先地位，是模具及裝備製造第二生產大國，擁 有眾多細分行業的”隱形冠軍”，是德國經濟和就業的 重要基礎與支柱。
隨著信息技術的不斷發展，智慧化的概念開始逐漸滲 透到各行各業以及我們生活中的方方面面。目前各國 都重點扶持以模具智能生產為代表的高端裝備製造服 務來助力模俱生產企業的轉型升級，尤其在模具製造 業數量龐大的中國，更是不遺餘力。
在信息化帶動工業化發展下，中國的模具設計和加工 製造技術正在赶超國際模具強國水平，在企業管理技 術接軌於國際水平仍然有很大的發展空間，因此二岸 及中國模具行業企業全體職工需要更加努力學習，牢 牢掌握世界模具技術的發展方向，突破過去思維，在 開放思維下能充分發揮主動學習與創新創造。
每一企業在經營過程中都有不同程度的需求或挑戰， 在這知識如此快速變動的現今工業發展，唯有透過學 習及分享才能連接我們的現在思維而對未來進行改變。
如此重大轉變的動源是甚麼？
中國企業在產能過剩及低階產品加速退市情況下，造 成近兩年中低階能力的模具製造行業是非常困難。而 在如此艱困的經濟發展情狀況下，中國乃至於全球企 業都在全力發展行業智能製造的動源是甚麼呢?”人 口危機”、”運營成本”與”工業4.0發展技術元素 已經俱備”等這三種條件，是推動積極發展智能製造 的動力來源，都希望在這一波工業4.0的趨勢中，能 優先站在一個高度。
中國人口危機及勞動力快速下滑已經危及中國製造業 發展的重要因素之一。現在新生代在學識教育水平都 大幅提升，加上信息與媒體的普及，對於就業有很多 種選擇，不過進入傳統製造業大多數是最後選項。因 此未來十年，工廠找不到作業員及工程師已經是常 態，不斷困擾著企業。因此，注重人才教育、優化工 作環境及塑造企業文化是企業得以繼續生存的路徑。 所以解決工業人口勞動力問題，唯有依托智能製造與 人才升級教育二個元素。在學校裡，我們必鬚根據企 業實際需求的理論與應用，積極廣大開設智能製造與 先 進製成課程；在企業中，人力資源組織也必須透過” 繼續教育”提昇在線人員的智能製造之思維辯證、實
踐方法與賦予能力。試想看看，若在現有的傳統CNC 加工裝備或者註塑誠型機旁邊多了一台機器人與員工 一同工作時，您的員工不是排斥它而是一種害怕與恐 懼，害怕不會學習而失去工作，恐懼無知而造成的危 險性。工廠的辛苦、噪音及髒污相對於乾淨的互聯網 及貿易、金融等商務企業工作環境對於高校甚至技職 學校學生都較不具就業吸引力。
製造型企業、行業協會、職業學校及高校研究所共同 聯合打造工業4.0(工業互聯網)的教育與工作環境， 藉著合理及邏輯性的工業流程改造及借助通信與設備 智能技術，無論是企業規模大小來讓系息化及設備裝 備來充份幫助個人與企業發展，是根本解決工業人才 不足及工業人才出路的最佳良方。
在智能製造的趨勢下，企業為何而戰，如何而戰?
工業4.0，不只是自動化與智能製造。製造業在工業 4.0發展過程，模具、工業工程、物料與自動化是緊 密相連，缺一不可。從企業發展層面，工業4.0並不 是多數人認為僅僅針對大型工業企業。在德國的實際 情況，需多中小型企業積極地開展工業4.0的開展項目，他們也是德國經濟發展的主要貢獻者。這些企業 有的歷史都非常悠久，並非要求所有企業工業4.0進 行組織結構的全面改寫，也不是對整個工廠作一步到 位的改變，而是可以從小批資金投入、分步實施，從 單一試點開始，循序漸進地拓展到整個企業的運營。 工業4.0不僅僅適用於最先進產線或全新廠房，也能 實現在現有設備的互聯及升級改造。
不過企業若沒有明確的發展目標與策略，工業4.0概 念的推進能為企業帶來的效益，將可能成為一片空 白。企業在建立智能製造的核心能力是秉持甚麼動力 作如此改變呢? 智能製造的核心思維本質就是在幫助 企業強化核心能力，透由流程創造出產品與服務內容 給與消費客戶而成為客戶不可或缺的供貨商，為企業 帶來運營必須的營收與利潤。“工業4.0由德國率先提出，其核心是深度應用信息 通信技術，來推動實體物理世界和虛擬網絡世界的融 合，在製造業領域形成了資源、信息、物品及人等等 相互關聯的”信息物理系統”CPS。除了核心的智能 製造之外，工業4.0還提出通過掌控消費需求到生產 製造過程，從而實現互聯工業和高效的生產管理。” 因此工業4.0雖然是全新概念，不過它必須承載及結合工業發展的過程經驗及今日科技的技術成就，而它 仍持續快速演進中。
不過沒有工業2.0何來3.0與4.0? 若企業沒有好的流 程管理、設計能力及人才培育，智能製造又能為模具 與註塑成型企業帶來甚麼好處呢? 事實上工業4.0概 念並沒有新的技術，其核心理念是深度應用信息通信 技術來推動實體物理世界，例如製造業之人機料法環 等元素和虛擬網絡世界的網絡、物聯網、互聯網及雲 計算等的融合，甚至將行業生態鏈連成為一體。智能 製造企業信息化地圖是非常重要一張圖表，充分展現 實體物理世界和虛擬網絡世界的融合。這一從項目管 理出發，透過智能設計與智能仿真確認可執行方案與 設計之後，再產生BOM給ERP進行備料採購，此時 MES即啟動生產供單準備，當備料存入WMS後就可 以排配給Automation的智能裝備或非智能裝備上， 一氣呵成。它已經成為企業在規劃工業4.0及CPS系 統上的重要參考。
工業4.0為企業人必修的課程，尤其對於傳 統之模具與成型企業
隨著物聯網、大數據和移動應用等新一輪信息技術的 發展，全球化工業革命開始提上日程，工業轉型開始
進入實質階段。在各國的工業4.0與智能製造等戰略 的相繼出台，表明各國家開始積極行動起來，把握新 一輪工發展機遇實現工業化轉型。智能工廠作為工業 智能化發展的重要實踐模式。智能工廠的發展路徑與 過去工業發展路徑不同，所有技術都在平行進行中， 例如PLM-ERP-MES等信息軟件在現有基礎上朝工業 4.0在發展，同時機器人、自動化、物聯網硬件及傳 感器也是朝工業4.0在快速整合，而正在發生大數據 及人工智能也在產業 與研究院大力發展之中，對於未 來製造業絕對是一個衝擊。不過工業發展再如何快速 發展，它畢竟需要一個過程。上面這張圖給正在思考 發展工業4.0的企業一個清晰路徑指針，讓企業可以 知道它在哪裡不足及發展步驟。
在傳統又有悠久歷史的模具企業及零件成型生產企 業，其行業運作模型在多年的演進之後有了標準化流 程，這現行標準化流雖然在各國描述有些不同，但在 總體方向上是相同的，因此各國模具在貿易買賣過程 的溝通及對於商品驗收標準才能有準則。所以在此標準化流程下企業才能發展與應用信息數字化應用的背 景，這二個關鍵圖表如下。
數字化工廠或者稱為企業信息化，對於企業進入智能 製造是關鍵元素，而信息數字化的投入是需要比設備 投資要更早一點，通常它的投入金額也較智能設備為 低。數字化所形成閉循環系統能給與模具企業與成型 生產工廠及時與充分了解模具使用狀況及和其他關聯 設備的信息，透過大數據技術可以讓企業得到有效的 分析與 回饋，這是模具企業進入工業4.0的第一步以 及能不斷自我蛻變的重要的關鍵。
這是一個全球分工與資源整合的時代
在工業4.0的驅動力下，每一家消費用戶與服務企業 都有其專注的產品與價值發展。行業服務商透其多年 的技術沉澱與經驗積累成為行業中的專家，透過工業 4.0概念與需要迅速整合在一起成為互連互通的生命 共同體。模具與註塑成型行業中已經有這樣的生命共 同體的產生，它們經過幾十年或十幾年的發展後，體現在中國及兩岸已有相當深度的經驗與用戶體驗，其 生命共同體組合如下圖。
在工業互聯網之開放平台下，生命共同體成員之間共 同製定信息互聯標準，以開放互助的理念而不斷聯合 擴大其對消費用戶的服務，各自形成不同層級的平台 應用於行業生態體系的發展，將成為未來行業工業互 聯網的一種趨勢及支撐力量。工業互聯網平台與平台 之間的合作，平台與消費用戶的合作，也已經不是偶 然而是一種必然。
智能設計在工業4.0是與智能製造並列為二個重要引 擎，而“智能設計、智能製造、智能感知及智能計算” 等四個主要元素，完整組合才能成就的工業4.0概念 在企業智能製造發展上全面性覆蓋，因此在未來每一 次的技術突破都可能就會改寫工業經濟發展模式的歷 史。
這一場全球競賽，透過最新科技創新並訓化新技術成 為製造服務的內容，在開放的環境下大家可以一起創 造更加美好明天！■