经历2018年美中、俄乌等各种无形或有形战火波及,虽让曾在2011年起引领工业4.0浪潮的德国仍无法摆脱经济衰退的困境。但全球却也在疫情期间迎接数位转型浪潮、2050年净零排放愿景後,形塑工业5.0趋势,并可??因2023年Gen AI问世後加速实现。
回顾新任美国总统川普的首届任期(2016~2020年),虽然因为自2018年开始推动一系列美中贸易、科技战之後,促进全球供应链重组,却因为遭遇连续3年的COVID-19疫情(2019~2021年),酿成更大规模的跨国经贸活动中断;加上後续供应链瓶颈、俄乌战火爆发,间接波及自2013年以来全球推动工业4.0进程。
例如德国核心制造业的钢铁、机械、汽车制造大厂近年纷纷宣布裁员、关厂与外移,工业陷入寒冬。根据慕尼黑衣佛研究所(Ifo Institute)报告分析,德国工业产值从2018年迄今已持续滑落15%,其中汽车产业下降18%,超过30%的工业部门正面临前所未有的压力。

图一 : 德国核心制造业的钢铁、机械、汽车制造大厂近年纷纷宣布裁员、关厂与外移,工业陷入寒冬。(source:jazelc.com) |
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工业4.0革命监往知来 引战不如反求诸己
反观包括中国大陆自2015年推出的《中国制造2025》方案,虽被认为是後来引发美中贸易、科技战的导火线。但从今年彭博社旗下机构「彭博经济」和「彭博情报」率先发起的检讨声浪中发现,尽管美中科技战乍看之下,短期内使大陆在先进领域发展受阻。
但对其中13项关键技术的追踪结果表明,其实际上仍按照「中国制造2025」计画稳步前进。包括在无人机、太阳能电池板、石墨烯、高速铁路、电动车软硬体和锂电池等5项关键技术领域领先全球,并正在其他7项技术领域迅速追赶领导者。
且自2018年由世界经济论坛(WEF)与麦肯锡公司共同提出全球制造业领域「灯塔网路(Global Lighthouse Network)」名单迄今,已累积有189座灯塔工厂,大部份选择落脚大陆最多,率先将工业4.0的前瞻技术用於生产制造,并迎合现今人工智慧(AI)、净零排放(Net Zero)等理念。
依麦肯锡公司运营创新总负责人Fernando Perez表示:「这些开拓创新的灯塔工厂正在积极打造具有韧性、面向未来的劳动力,并展现了投资於人和技术同等重要,才能推动超越工厂围墙的有意义变革,在整个生产生态系统上产生积极影响。」
值得一提的,早在2019年开始,便由德国经济与能源部就发表《2030 Vision for Industrie 4.0-Shaping Digital Ecosystems Globally》文件,列出未来德国工业4.0(Industrie 4.0)的再发展方向,包含3大策略领域(strategic fields):
1. 自主性(autonomy):支撑市场上所有利害关系人,包含企业、员工、科学家等,对於自我决定、独立决策,以及在公平竞争中互动的自由,也在Industrie 4.0生态系内,从定义塑造商业模式,到各别采购的决定。
2. 互操作性(interoperability):不同利害关系人能灵活联网,以形成敏捷价值网路,也是工业4.0数位业务流程的核心建构模组之一,从而确保跨公司和部门间的营运和流程的直接联网。且透过可互操作的结构和介面,为制造商和客户提供了「不受限制的数位价值网路」的可能性,从而塑造新商业模式。
3. 永续性(sustainability):该文件揭示经济、社会、文化的永续发展,将是现今社会价值观的基本支柱。

图二 : 2018年由WEF与麦肯锡公司共同提出「灯塔网路」迄今,已累积有189座灯塔工厂率先引进工业4.0技术。(source:chinadailyhk.com) |
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工业5.0继往开来 净零永续应当以人为本
此也符合欧盟执委会率先提出「工业5.0」倡议,除了重视数位化科技驱动经济成长,还能实现围绕以「以人为本」、「永续发展」、「制造韧性」三大支柱补足、共存,而非取代工业4.0应用。
回顾工业革命的制程优化历程,包含:工业1.0(机械化)、工业2.0(电气化)、工业3.0(自动化);并在工业3.5(数位化)迈出制造业升级第一步,开始搜集生产数据来统计分析,以提高研发效率,降低生产成本。
到了工业4.0(智慧化)阶段,制造业纷纷藉由导入智慧制造来因应更少量多样、大批量客制化需求,必须透过网路整合资讯流、金流、物流,搜集更大量、即时的数据,再由系统来协助进行数据分析及预测。业者也期待导入智慧制造能带来营收成长,包括增加产出、提升服务水准、提高生产现场敏捷性、建构弹性化作业团队。
以及工业5.0(智慧数位个人化)阶段,更强调人与机器的紧密协作,将人的专业知识创造力及创新能力融入制造流程,以实现高度灵活性、定制化及可持续发展。包括人员管理、机器设备、流程的智慧化与联网化,提升员工生产力、优化机器设备运作效率,原本的制造系统要求更具弹性及智慧化,且要快速因应上下游供应链夥伴的异动。
善用产业资本有限 大厂聚焦两大主轴技术
集邦科技(TrendForce)分析师曾柏楷进一步指出,受到全球通膨、供应断链与疫情冲击等影响,制造业如何导入新技术以平衡营收成长与品质,也成为现阶段产业发展考验。在资本考量下,中小企业於智慧制造工具导入多以关键、核心主流与成熟等领域转型;新创企业则着眼於红海市场,开发数位化、智慧化程度较高,且具高附加价值技术。
大厂关注的重要趋势,可概分为生产场域、端到端价值链两大主轴,包含5大重点技术:解方模组化、IT/OT整合、制造绿化、生成式AI、工业5.0。
生产场域
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端到端价值链
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设备组装
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协作机器人与自动化数位模组化生产配置RTLS
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生态串联
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AI加速数位应用扩展原设备商联合数据分析价格预测敏捷采购
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营运维护
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边缘即时成本优化AR远端维护警报整合与排序分析
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产品开发
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AI产品设计和测试3D模拟/数位孪生产品设计3D列印快速设计原型
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绩效管理
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数位化人机比对智慧劳动技能提升工具互联劳动力强化工具
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整体规划
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数位孪生动态生产调度动态模拟仓储设计、即时全供应链可视化平台
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品质管理
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AI驱动自动化测试维护MR设备产线末端检测自动化在线光学检测
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产品运送
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即时评估可承诺量区块链物流管控物流机器人
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永续发展
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数位孪生永续发展工具全价值链碳足迹监测AI能耗预测和优化
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客户维系
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客制化最後一哩路配合数位柔性制造销後设备追踪评估
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