德國于2011年提倡國家走向“工業(yè)4.0”后,美國同年也提出“先進制造業(yè)伙伴關系”(Advancemanufacturingpartnership),爾后中國、日本及韓國相繼提出制造業(yè)升級政策,以保有制造業(yè)的優(yōu)勢。
我國在2015年6月也由行政院提出“生產(chǎn)力4.0”的科技發(fā)展政策,強調(diào)產(chǎn)業(yè)轉型化帶來強大的價值,期望臺灣發(fā)展成為亞太優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)力的典范。
在上述制造業(yè)發(fā)展策略內(nèi)容中,除了常見的機械手臂、巨量資料、3D列印等關鍵技術,仍有一項不斷提到的核心技術CPS(Cyber-PhysicalSystems,網(wǎng)宇實體系統(tǒng)),被各國制造政策列為打造智慧制造的重要方案之一,期許利用CPS串接整個工廠資訊,并可即時對工廠做出反應。
CPS主要是讓“實體”和“虛擬”之間可以有效溝通和協(xié)調(diào),在充份運用資訊及通訊技術,將虛擬世界和實體環(huán)境兩者之間的距離縮短,然后可利用資訊系統(tǒng)來快速反應及設定實體環(huán)境所需;而虛擬世界可以忠實表達現(xiàn)實環(huán)境發(fā)生的各種資訊。簡單來說,小至用APP查詢公車何時到站,大至捷運的中控中心,都是CPS的表現(xiàn)。
在環(huán)境相對封閉的工廠,導入CPS在工廠各項設備及流程,也可視為一種類似ERP(EnterpriseResourcePlanning,企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng))的復合性整體解決方案。
過去,企業(yè)藉由ERP系統(tǒng)從財會、銷售等角度進行公司整體流程再造;如今,工廠也面臨改革上的需求,期許CPS利用不同軟硬體、感測器、工業(yè)網(wǎng)路等設備,進行虛實資訊的整合,使工廠具有智慧化的管理能力,改善工廠在制程、設計、以及現(xiàn)場環(huán)境等制造時所會遇到的各種問題。
導入CPS時,為了對工廠內(nèi)各項資訊進行管理及反應,目前仍有不同需注意的地方。
首先,為了收集工廠資訊,必須安裝不同的感測器,但因不同新舊設備的限制,需注意感測器是否要額外加裝及選購的問題;再者,工廠現(xiàn)有網(wǎng)路協(xié)定經(jīng)常不一致,對于如何將這些不同的協(xié)定進行異質(zhì)網(wǎng)路和設備進行聯(lián)結,也是需解決的部分。
當要將所收集的資訊進行系統(tǒng)化的管理時,會因工廠皆以封閉性系統(tǒng)環(huán)境為主,有各式各樣的制程,因此客制化需求程度往往較高,故在人力和預算下就先提前設想。
鑒于CPS仍為一種復合性的整體解決方案,要在工廠把CPS做的完善,對于過去資訊化程度不高的工廠,所影響的層面及牽涉的角色,相對更為復雜。
因此對于導入CPS的業(yè)者,需要用一種長時間投入的心情做足準備,并在人事、教育訓練、高層主管支持等各種影響因素上,清楚做出整體思維的規(guī)劃,以整體配套的方式進行CPS的導入;然后逐步將工廠虛擬和實際之間的距離縮短,讓工廠具有各種自主化能力,方能因應將來市場變量變樣的需求,比競爭對手更能具備經(jīng)營彈性、搶得市場先機。
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