【撰文／王明德】
製造業即將面臨百年以來的大變動，
智慧化掀起了生產新浪潮，
IT技術的大舉進駐，讓生產線的DNA全面翻轉，
新型態的製造業即將問世。
翻開工業史，以前的產品製造主要是「工匠」系統，由一個技術純熟的工匠從頭至尾完成一件產品，這種方式從中古時期延續到20世紀初期，1908年，美國人亨利‧福特創辦了福特汽車，不但改變了汽車產業，也改變了製造業的面貌。
對照1 (Source: pinterest)
對照2 (Source: Siemens)
流水線刺激出大量生產
福特汽車在創立初期推出了著名的T型車，不過第一個月仍以傳統的工匠方式組裝，由一個人從頭到尾組完一台車，這種方式效益非常差，福特汽車在創立的第一個只組裝出11輛車，不過由於許多設計上的革新，這批福特T型車的價格相當低，只要825美元(依通貨膨脹率換算成今日的美元，大約2萬美元)，相較於當時汽車售價約在2,000～3,000美元，可以想見造成多大轟動，沒多久亨利‧福特改變製造了製造方式，將整個汽車製程拆結為數個部份，製程中的半成品車體移動至每位技工面前，技工只要站在原地進行單一環節的製作，這種方式急遽提昇了產能，1909年福特汽車的年產量已經達到9,000輛，汽車從街頭偶見的奢侈品近化成每個家庭都可負擔的平價商品。
福特汽車的流水線生產方式，改變了生產現場的樣貌，以往工匠式的從頭到尾獨立完成產品，需要極高的專業經驗，而且這些經驗往往囿於個人喜惡而無法傳承，流水線生產將產線全面拆解，製造現場的生產者身份由「工匠」降格為「作業員」，作業員們只要負責眼前單一的工作就好，專業經驗不須太深，這也就代表不會有經驗傳承的問題，所有的作業員們被「模組化」，可隨時被抽離替換。
流水線生產讓大量生產成為主流的製造方式，
費用、成本、產能不但可預估而且可控制。
流水線生產讓大量生產成為主流的製造方式，費用、成本、產能不但可預估而且可控制，立基於流水線並將之極致化的就是另一汽車大廠Toyota，Toyota前社長張富士夫在20世紀初期創建了「豐田式生產管理」，將生產控制觸角往上延伸到存貨端，同時控制了存貨數量(成本)與產線速度，讓成本與生產比達到最製造業佳化，豐田式生產管理至今仍被奉為製造業圭臬，不過現在又有了改變。
消費性市場風雲驟變
2008年金融海嘯席捲全球，連帶影響消費市場，消費緊縮讓供應商不再囤積備貨，製造端的訂單由過去的長期、大量，變成少量的短期訂單，而金融海嘯危機解除後，訂單型態卻未回復，從此少量的短單成為製造業的主流，在此同時，消費者的產品需求型態也在改變，個人化成為現在消費性產品的訴求，消費性產品的樣式種類越來越多，製造業已走向少量多樣類型的生產。
少量多樣的產品需求，對強調現行的流水線生產方式帶來重大考驗，首先是多樣式生產就讓講究存貨控制的「豐田式生產管理」難以存續，多樣式生產代表所需備貨的料件也需同步提昇，再來少數多樣則意味產線的換線生產成為常態，過去一條產線長時間只生產一種產品的年代已一去不復返，而在備料成本大增與產線彈性需求的壓力下，製造商還要維持製造一樣甚至更低的成本，以求獲得市場青睞，在此態勢下，維持了近百年的流水線製造模式已然不敷現在市場需求，新型態的製造模式需求已迫在眉睫。
2008年金融海嘯席捲全球，連帶影響消費市場，
消費緊縮讓供應商不再囤積備貨，
製造端的訂單由過去的長期、大量，
變成少量的短期訂單。
「隨著消費市場的變化，未來製造業將會面臨不可避免的4個趨勢，包括大量客製化、以人為中心的製造環境、客戶高度參與製造、製程可視化等，」工研院機械所組長鐘裕亮指出，傳統的生產模式完全無法符合這4大趨勢所需，因此智慧化製造系統的建置需求將會越來越高，尤其在智慧化製造系統的大幅降低成本、提昇效率優勢下，未來傳統製造方式將逐漸不敷市場所需。
圖一
工廠智慧化已成製造業的既定趨勢，透過IT與自動化技術的整合，生產線將展現全新風貌。(Source: DFKI)
智慧工廠才是未來
鐘裕亮以全球自動化大廠西門子在德國Amberg的智慧工廠為例，此一廠房佔地10萬8,000平方呎，能夠從250家供應商所提供的16億個零組件，製造出950項不同產品，廠內的16條生產線每小時可製造出15萬個的電子元件，雖然位於高薪資的德國，但其生產產品與西門子位於中國南京的工廠相當，該工廠採用客戶下單生產，客戶訂單在下單後可於24小時內完成，產品交付可靠度達到99%，同時完全達到品質要求，此一工廠成立已有20年，這20年來在未擴廠的情況下，產能提高7倍，達到彈性、效率、客製化等目標，這將會是製造業未來的模範型態。
圖二 虛實整合是智慧工廠的重要概念，在產線設計初期，就可模擬出未來德所有生產動線與產能。(Source: BusinessKorea)
圖三 智慧工廠首重整合，整合之後產線的所有功能都將被集中先是在後端平台，讓所有生產資訊全面可視化。(Source: win2biz)
不過此一境界無法一蹴可及，製造系統由各式設備組成，要讓產線完全智慧化，系統中各設備除了需有一定程度的自動化外，也就是像人體的DNA一樣，什麼型態的DNA，就會組合出來怎樣的人體，同樣的，什麼樣的設備，就會形成什麼樣製造系統，就目前發展來看，各類產線設備的設計概念與技術層次，都已有極大幅度的提昇，這些進展讓整體製造系統的智慧化已今非昔比。
觀察產品的生產週期，可以歸納出幾個步驟，包括產品的初期設計、產線規劃、產線執行、生產、後端服務等，在各廠商的努力下，這些步驟所需的軟硬體設備都已有相當程度的智慧化，在DNA已然改變的態勢下，智慧製造系統將開始展現前所謂有的嶄新風貌。
