迎接工業(yè)4.0智能制造的挑戰(zhàn)

工業(yè)4.0是一種透過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)(Big Data) 等數(shù)字化科技，整合顧客與供應(yīng)鏈伙伴，能夠調(diào)適顧客需求、節(jié)約資源，達(dá)成大量個別訂制生產(chǎn)的智能制造。德國于2010年提出《高科技策略2020》，2011年德國科技院(ACATECH)啟用工業(yè)4.0名稱，在2011漢諾威工業(yè)展一舉成名。

工業(yè)4.0在德國政府國家政策帶動下，已經(jīng)成為繼美國制造回流之后，全球最受注目的制造議題。工業(yè)4.0被認(rèn)為是相對于蒸汽機、電力、計算機普及的第四次工業(yè)革命。在這個德國政府定義的工業(yè)發(fā)展歷史中，英國、美國、日本被列為前三階段的代表，德國在工業(yè)4.0的當(dāng)仁不讓與營銷得宜，凝聚了強大的群策群力效果，在聲勢上大幅領(lǐng)先美國2011年提倡的先進制造伙伴計劃(AMP)，更帶動各工業(yè)國的危機意識。

本文從洞察工業(yè)4.0的本質(zhì)出發(fā)，檢視它在制造產(chǎn)業(yè)顧客價值的創(chuàng)造過程，所造成的影響。

智能制造不盡是光鮮亮麗

首先，我們認(rèn)為德國政府將以日本為代表的工業(yè)3.0， 與計算機化畫上等號，是讓工業(yè)4.0遭到誤解的重要原因。固然在1980年代日本電子電機產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)領(lǐng)先全球，其競爭力卻不在計算機或電子零組件，而在受到汽車產(chǎn)業(yè)影響的日本生產(chǎn)模式。因此，嚴(yán)格說工業(yè)3.0的TPS超過計算機化與信息化。

2018年1月底，日本制造系統(tǒng)廠商NEC的智能制造資深專家金子典雅，在歡迎我們到訪的報告提出了幾個重要觀點。

▲“制造企業(yè)要先做好結(jié)合本身生產(chǎn)流程與供貨商流程基礎(chǔ)， 活用IT才能事半功倍!”

▲“協(xié)助顧客企業(yè)厘清物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入目的，比任何事情都要重要!”

▲“物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合云端，看起來是很酷或很炫的流行或趨勢，但落實到制造現(xiàn)場仍然顯得非常樸實，需要實事求是!”

同行的伙伴包括本書的四位作者都一致認(rèn)為，這是我們聽過最實在的智能制造報告。事實上，智能制造一點都不新。RFID、條形碼就是物聯(lián)網(wǎng)，資料探勘(Data Mining)宛如大數(shù)據(jù)。日本在工業(yè)3.0領(lǐng)先既不是信息工具，也不是以MRP為代表的演算功能，而是最基礎(chǔ)、以顧客為導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)化與流程化。因此，如果認(rèn)為導(dǎo)入IT工具或投資智慧工廠就可以獲利，是典型將手段當(dāng)目的，推動意義將大打折扣。

因此，對于經(jīng)營者最關(guān)心的議題：“政府積極提倡，工業(yè)4.0的投資真的能夠回收嗎?”作者的回答相當(dāng)明確：“這是沒有答案的問題，因為工業(yè)4.0代表一種數(shù)字化科技，一種手段?！?/p>

我們認(rèn)為，以價值創(chuàng)造為目的，工業(yè)4.0在本質(zhì)上是精實系統(tǒng)的延伸，是一種精實智能制造。在精實系統(tǒng)基礎(chǔ)上，能否從顧客價值觀點出發(fā)，秉持開放精神發(fā)展出Solution Business，則是迎接工業(yè)4.0智能制造的最大挑戰(zhàn)。

顧客價值創(chuàng)造：MAKINO vs. FANUC

源自豐田生產(chǎn)體系的精實系統(tǒng)，主張“為后制程制造”與“平準(zhǔn)化生產(chǎn)”，在本質(zhì)上具備顧客價值、精實流程，以及產(chǎn)出穩(wěn)定而能夠預(yù)測等特質(zhì)。這些特質(zhì)正是工業(yè)4.0追求的目標(biāo)。豐田汽車堅持：(1)先合理流程再進行計算機化、(2)動腦筋與用心「改善」、(3)結(jié)合供貨商一起學(xué)習(xí)。而這三大堅持，也正是支配智能制造是否成功的軟實力。

相對而言，堅持現(xiàn)場主義的精實系統(tǒng)，卻有可能忽略ICT技術(shù)的新型智慧能力。換句話說，ICT技術(shù)影響制造日新月異、傳感器的廉價與普及，讓物聯(lián)網(wǎng)提供具科學(xué)依據(jù)之優(yōu)異課題與問題解決水平。讓精實系統(tǒng)進一步強調(diào)顧客價值與源自傳感器的數(shù)據(jù)取得與分析的價值創(chuàng)造結(jié)合，形成徹底消除浪費、具備個別訂制精神的精實智能制造，可能是工業(yè)4.0最重要的貢獻(xiàn)。

我們最近考察日本工具機大廠MAKINO(牧野銑床)，與高木幸久本部長、饗場達(dá)明本部長有非常深入的交流。我們發(fā)現(xiàn)MAKINO正結(jié)合市場機會邁向歷史高峰，制造現(xiàn)場第一線的精實系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，展現(xiàn)了兩者間的相輔相成。我們觀察到的特質(zhì)包括：

1、重視并堅持核心技術(shù)(如主軸)的內(nèi)制、精進、驗證與傳承;

2、重視技術(shù)系統(tǒng)整合能力，整合方法以人員技術(shù)達(dá)成為主、軟件工具應(yīng)用為輔;

3、機連機的軟件開發(fā)以最務(wù)實的OEE(綜合設(shè)備效率)為指針、不談大數(shù)據(jù)等抽象項目;

4、相同概念也用在現(xiàn)場組裝進度、人員潛力發(fā)揮、配套供料與供貨商管理;

5、物聯(lián)網(wǎng)與AI不僅不會取代人力，經(jīng)過工作內(nèi)容的務(wù)實分析與區(qū)隔，甚至可活用家庭主婦等社會剩余人力，緩和少子化與高齡化沖擊，以及因應(yīng)旺季發(fā)展的彈性需求。

位于富士山山麓的發(fā)那科(FANUC)則提供了迥異的思維。發(fā)那科宛如一個王國，擁有39棟廠房或研究大樓，我們由小針專務(wù)導(dǎo)覽了其中的6棟。堅持質(zhì)量與保證服務(wù)堪稱兩大特質(zhì)，因此人力也幾乎都投在開發(fā)技術(shù)與營業(yè)服務(wù)，其他部門都傾全力、不設(shè)限的活用機器人等自動化設(shè)備。我們參觀的機械加工、機器人組裝與伺服馬達(dá)組裝，正是上述理念的實踐典范;在結(jié)合工業(yè)機器人與NC控制器推廣上，則非常智慧。因此，小針專務(wù)說，發(fā)那科的制造思想迥異于豐田，他們沒有推動TPS。在物聯(lián)網(wǎng)方面發(fā)那科則秉持開放觀點，致力于自己擅長的控制、技術(shù)與機連機部份，無意參與云端或大數(shù)據(jù)。

MAKINO的多樣少量、訂制等產(chǎn)品特質(zhì)，與發(fā)那科鎖定了機器人與NC控制器等可量產(chǎn)的制造設(shè)備核心或延伸單體，盡管型態(tài)迥異，高顧客價值帶動高獲利，卻有異曲同工之妙。

價值創(chuàng)造型智能制造的三個特質(zhì)

發(fā)那科畢竟是特例，Panasonic的近期主張也非常具有代表性：高質(zhì)量大量制造的思想已經(jīng)阻礙日本制造企業(yè)的創(chuàng)新，從顧客價值出發(fā)的訂制、多樣少量產(chǎn)品趨勢，才是創(chuàng)新主流。產(chǎn)品數(shù)字化結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(IoT)日漸普及，智慧社會已經(jīng)出現(xiàn)。然而，我們檢視支持智能社會需求產(chǎn)品的制造現(xiàn)場本身，物聯(lián)網(wǎng)的價值創(chuàng)造應(yīng)用，具備三個特質(zhì)：

第一，物聯(lián)網(wǎng)代表IT技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從1985年以MRP為代表的演算能力、經(jīng)過2000年以ERP為代表的跨越企業(yè)籓籬，進入無遠(yuǎn)弗屆。物聯(lián)網(wǎng)有能力實時掌握企業(yè)內(nèi)外的變化，區(qū)別個別企業(yè)的核心能力與公共財?shù)慕?jīng)營資源，才能回避網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險、享受開放創(chuàng)新環(huán)境。

第二，將前項取得的數(shù)據(jù)或結(jié)果，達(dá)到控制系統(tǒng)狀態(tài)并追求優(yōu)化。此處的優(yōu)化代表一種解決問題的流程，從顧客價值觀點，也可以說是一種制造服務(wù)化或解決顧客困擾的軟件流程。

第三，提出解決方案。對系統(tǒng)而言，代表一種能因應(yīng)狀況變化，自律地調(diào)整達(dá)成目標(biāo)的過程。如自動駕駛、自動排除故障、軟件自動升級等。在實體系統(tǒng)或組織間關(guān)系則包括可靠度或信任關(guān)系等層級的解決機制。

開放創(chuàng)新為加州柏克萊大學(xué)伽斯柏(Henry Chesbrough)教授所提出，主張企業(yè)打破封閉的研發(fā)界線，廣泛與外界共享創(chuàng)新的素材和能量，達(dá)到共享知識、共創(chuàng)市場目標(biāo)。我們比較20年前勢均力敵的日本半導(dǎo)體企業(yè)(如日本真空、佳能)與荷蘭的ASML，如今已經(jīng)相差五倍以上，開放創(chuàng)新堪稱主因。最近發(fā)那科主導(dǎo)的Field System，豐田汽車的自動駕駛發(fā)展，紛紛提倡公開專利或開放聯(lián)網(wǎng)等，改采開放創(chuàng)新策略，其來有自。

在下一章，我們將提出智能制造基本型的3S(sensor、software、solution)架構(gòu)，即包括實體體系與網(wǎng)宇系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)。正如同我們將顧客價值區(qū)分為可以客觀衡量的功能型價值與反映顧客使用流程的方案型價值一樣，精實智能制造的水平，一部份可以用工具或指標(biāo)來客觀衡量，其他部份只能由顧客主觀認(rèn)定，亦即經(jīng)實際使用或體驗結(jié)果來認(rèn)定。

實踐智能制造的三個挑戰(zhàn)

德國相關(guān)研究陸續(xù)指出，中小企業(yè)是實踐工業(yè)4.0的最大瓶頸，日本中小企業(yè)也有相關(guān)發(fā)現(xiàn)。中小企業(yè)在能力與人才上受到限制，固然是重要原因，整個產(chǎn)業(yè)界能否連手同步迎接精實智能制造3個觀念變革的挑戰(zhàn)，才是最大關(guān)鍵。

第一，堅持后制程就是顧客，關(guān)注對最終顧客的貢獻(xiàn)。從觀察后制程實際作業(yè)流程或?qū)ψ罱K顧客的貢獻(xiàn)，提出解決方案，追求雙贏。包括資材管理、零組件加工、機器組裝、產(chǎn)品出貨、顧客服務(wù)，全面落實才能發(fā)揮智能制造效果。

第二，堅持服務(wù)主導(dǎo)邏輯。顧客價值不在產(chǎn)品性能， 而是來自顧客的使用價值或感知過程。重視顧客價值的服務(wù)主導(dǎo)邏輯，是從銷售產(chǎn)品邁向提供解決方案的Solution Business的精神指標(biāo)。

第三，共創(chuàng)開放平臺與信任機制。物聯(lián)網(wǎng)時代信息無遠(yuǎn)弗屆，開放才能進行3S價值創(chuàng)造，才能把餅做大、做精。信任才能從信息共享邁向價值共享，共同防止信息外流與黑客攻擊。