工業4.0被譽為繼自動化技術後，最重要的工業革命，作為全球製造重鎮，台灣一直以來在製造領域投注了龐大心力，在此波浪潮衝，新政府也在2016年開始推動智慧機械，為讓台灣製造業者更深入了解工業4.0與智慧製造概念，全球自動化大廠法商施耐德電機在3月中旬，特於台北與高雄舉辦「從概念到實踐–施耐德工業4.0智慧製造論壇」，有別於一般工業4.0多介紹概念、趨勢，這次的論壇以大量的實務為主，為與會者深入剖析新世代智慧製造系統的建置要點。

智慧化翻轉製造思維

對於這一波巨大的的製造革命，工研院資通所智能製造服務系統組副組長張維仁在「工業4.0風潮下製造廠應有的策略思維」議題中，提出一系列看法，他指出，工業4.0不再是未來趨勢，現在已經成為製造業者的研發與策略核心，根據研究單位預測，在2020年，全球的數位化企業將超過72%，現在已有47%的製造商，期待強化產品的數位化，並藉此提升每年2.9%的額外營收。

圖一 : 工研院資通所智能製造服務系統組副組長張維仁表示，工業4.0不再是未來趨勢，現在已經成為製造業者的研發與策略核心。(攝影／林鼎浩)

他指出，目前多數製造業者並不具備資料分析能力，而此一能力是製造業降低成本、提高獲利的根本條件，因此他認為此能力的提升刻不容緩，尤其製造業是台灣的經濟命脈，台灣業界應快速加強這方面的能力，以因應未來的智慧製造浪潮。

對於工業4.0的發展，施耐德工業暨機械自動化事業部總經理李乾瑋指出，施耐德長期深耕業自動化，每年提撥營收5%投入技術研發，累積了相當豐碩的基礎，這些技術都已深入應用於各製造領域，隨著工業4.0與智慧製造趨勢來臨，施耐德將這些已獲市場實際驗證的技術，加上近年來研發有成的連網、管理、分析等技術，推出EcoStruxure平台。

李乾瑋表示，生產設備是製造業的營運主系統，所有的設計不但必須根基於實用性，也需為企業未來的擴展做準備，因此工業物聯網平台除完整準確的提供底層感測數據，這些數據也要成為企業主決策時的基準資訊，面臨競爭激烈的全球市場，工業4.0已成為製造業未來必然趨勢，李乾瑋建議製造業者，未來在建置製造系統時，將智慧化納入系統重點，而智慧化須完整貼合業者的製程，因此眼下的實用性與未來的前瞻性必須並重，以強化競爭力，站穩市場商機。

圖二 : 施耐德工業暨機械自動化事業部總經理李乾瑋指出，施耐德推出的EcoStruxure平台，將可協助製造業者快速建構完整個工業4.0系統。

新世代製造設備現身

在新世代的控制器部分，施耐德業務經理謝昀哲則介紹了施耐德的Modicon M580，他指出Modicon是全球自動化業界首款PLC產品，其品質經過長時間淬鍊，已獲市場肯定，M580則為施耐德近期推出的PAC控制器，其功能再次進化，除了性能與可用性都大幅提升外，其漸進式無痛升級Quantum與Premium I/O模組，可讓導入企業不需一次性大量投入設備置換成本。

Modicon M580的另一個特點為豐富的通訊功能，可直接整合網路交換器、路由器、光纖轉換器、Wi-Fi無線模組、序列埠、CANopen模組等，使用者可大量減少電源供應器同時簡化配線，同步提升設備的效能與穩定度。

HMI部分，施耐德產品應用經理詹泰一則剖析了智慧機械的人機介面，他指出，過去HMI只單純作為人與機械的溝通媒介，不過隨著製造系統漸趨智慧化，機械不但仍須與操作者溝通，還需與周邊機械設備、上層系統等軟硬體鏈接，尤其是在工業物聯網的體系下，單純的資訊顯示與功能操作已不敷使用，未來的HMI必須負責監控系統設備的所有狀態，在節能概念中，HMI將記錄電壓、電流、功率、頻率等數據，在設備自我診斷功能中，HMI則可儲存設備的各種數值，例如透過馬達的震動紀錄，判斷其老化程度，在故障發生前即可維修或替換，詹泰一指出，施耐德旗下的HMI品牌Proface在市場行銷多年，已獲業界口碑，目前Proface的HMI都以有雲端功能，可無縫納入工業物聯網系統，讓製造設備更具智慧化。

節能一直是製造業者營運策略中極重要的一環，尤其近年來環保意識高漲，此議題更成為建置新世代製造系統時，必須正視的課題，施耐德產品經理陳建皓在「變頻器在工業程序的應用重點」中指出，製造業者有責任將能源設備高效化，就目前趨勢來看，未來IT與OT系統的整合已為勢然，所有設備的用電資訊都必須可由工業網路系統獲得，從而優化能源使用量與工業製程。

就目前能源使用狀況來看，電磁馬達佔了全球45%的耗電量，此外製造業的耗電則站60%，因此若能在電力節能部分有所成，企業與國家都可減少高額負擔，施耐德長期深耕電能領域，在馬達部分，提供了完整的解決方案，包括各種管理軟體、分析平台、啟動器、變頻器…等，陳建皓表示，在競爭激烈的環境中，節能系統可有效降低營業費用，同時提升製程效率，不過前提是該系統本身必須具有良好品質，否則將有可產生更大的能源耗損，同時造成資源的浪擲。

聰明掌握用電資訊

對於廠房的用電策略，施耐德產品應用經理王盈翔在「從廠房到產線的智慧電力管理」議題中直指電力的重要性，他表示工廠在建構廠房的電力系統時，必須注意三個部分，包括電力穩定性、電力成本、資產管理，穩定供應高品質的電力，將可確保製程良率與操作者的人身安全，成本部分，目前台灣尚稱電力充沛，不過電力公司都已有多種計價方式，採用已量計價的方式計費，廠商必衝充分了解本身的用電資訊，方能制定出最佳化用電策略，依產管理則是透過用電資訊，掌握資產設備的狀況。

在施耐德的ECO Structure架構中，已有提供用智能配電/控制架構，透過相關設計，管理者可有效管理廠內設備的用電資訊，用以調整行為，讓製程效能與成本運用同時達到最佳化。

對於電力管理，施耐德亞太區能源管理系統行銷經理陳如芃也提出相關看法，在「能源管理系統在工業4.0概念下的功能需求」議題中，他先以人力銀行中，某大半導體設備廠對廠務人員的條件需求為例，點出目前市場對電力設備需要的相關功能，延續王盈翔對於電力品質是製程良率重大決定因素的看法，陳如芃指出，目前製造業的IT與OT系統都已臻完善，不過兩套系統都有其專業，而未來IT與OT系統的整併勢在必行，兩邊的負責人員能否無障礙的密切溝通，將決定未來廠務電力策略的落實程度。

陳如芃接著表示，過去電力監測僅是廠務人員工作中的一小部分，不過隨著智慧製造時代的到來，未來這部分的工作將會變得更加繁複，包括從營運目標與效果檢驗、整體策略發展、預知未來能源用量與費用到與各層級的工作人員溝通等，都將是廠務人員的工作內容，因此完善的電力監控軟體會是未來必備的廠務系統之一，她以施耐德電力監控軟體PME為例，此平台經過多年發展，內建的功能都經過市場認可，其可視化介面，可讓廠務人員輕鬆管理廠內設備的用電資訊。

電力監控是工業4.0架構中的一環，就整體系統來看，目前製造設備仍有許多資訊尚未被擷取、蒐集、儲存，科勝科技副工程師吳昱賢針對「如何建構一個工業4.0的資訊整合平台」提出相關看法，他指出工業4.0最主要精神是透過資訊的善用，達到製程智慧化目標，而要達到此願景，製造上必須盤點自己的7大能力，包括智慧智慧製造與營運、產品開發與軟體工程、供應鏈透明化、設備聯網與系統整合、能源優化、創新商業模式、資訊安全等，例如在智慧製程能力，包括可預測製程、原物料與成本的潛在問題，提前預警並即時優化，減少停機與廢料成本，這些能力並沒有一致性的內容與做法，而是端視各廠房、製程的不同，審視本身需求，方能有所解答。

打造智慧、高效產線

在實際應用部分，施耐德技術顧問賴一寬博士，以化工業的智慧製造為例，提出相關看法，他指出，在2009年金融海嘯之後，一路攀升的原油價格，衝擊了各國的石化工業，面對市場的嚴峻挑戰，以智慧製造提升本身競爭力，已成為化工業者的必然之路，而化工製造的規模龐大、產線複雜，在建置前必須有審慎的考量評估，透過精準的模擬平台，將可讓化工業者確實掌握未來生產狀況。

他以英維思(Invensys)的OTS (Operator training system, Dynsim)與RTO(Real Time Optimization)兩套系統為例指出，這兩套系統都經過長時間的市場驗證，可針對化工業不同時期的產線設計，計算出最佳化條件，其中OTS經過高精度的計算，可協助操作人員進行精確的模擬訓練，RTO則透過龐大完整的韓式庫與數據資料，並佐以友善的圖形化介面，協助管理人員，讓製程最佳化。

在系統上線後，後續的維修服務也相當重要，施耐德服務事業部技術顧問吳享倫以「善用服務打造穩定製造系統」為題，介紹施耐地的產品服務機制，他指出，隨著機台的使用日久，維修成為必然，但維修有多種方式，一種是緊急維修，也就是發生故障才作，這類型作法無法預期的停機時間，難以掌握損失成本，第2種是預防性保養，一般是1~2年進行定期保養，依時間週期更換零件，可增加設備的生命週期，第3種是預測性維護，管理者根據實際情況，進行維護，可讓時間排程更有效益，同時讓備品管理更高效。

就上述3種方式來看，預測性維護無疑是最佳做法，不過這種作法需要相當高的專業，若企業的體系不大、資源有限，最佳的作法仍是尋求協助，針對設備的後續維護，施耐德提供了專業的軟硬體服務，可讓廠商減少相關人員的成本開支，同時保障自己的設備投資效益。

**刊頭圖:(攝影／林鼎浩)