CPPS助力智能工厂

    众所周知，工业4.0是德国于2012年所提出的发展计划名词，旨在整合资通讯软硬件，建立虚实整合系统(Cyber-PhysicalSystems；CPS)，继而以此为核心，辅以智能工厂为精髓，促使制造产业迈向高值化；尽管看似仅为一国创造出来的词汇，然而影响范围却遍及全球，连带掀起第四次工业革命。

　　深究工业4.0内涵，主要涵盖三大关键要素，一是以CPS为核心技术，CPS透过人与机器的交相连结，以及与物理世界互动，运用网络以远程、可靠、实时、安全、协作的方式，去操控物理实体；二是以智能工厂为主要精髓，实时控制整个价值创造网络，从订单到交货的链接，实现产品及其生产系统生命周期工程的整合；三是以“人”为关注焦点”，从业人员被定义为升级的操作者，可藉由技术支持提升自身能力，乃至由单纯的生产操作者，晋升为管理者与控制者。

　　一、以CPPS打造智能工厂可谓工业4.0精髓

　　总括而论，工业4.0的核心概念是，在生产制造过程中，整合计算、通讯与控制的CPS，连结物联网，建构智能工厂，形成智能制造与服务的全新商机与商业模式。扮演核心技术的CPS，负责整合计算、通讯与控制；应用在生产制造过程的CPS则是CPPS(Cyber-PhysicalProductionSystems)，个中含括虚拟设计分析、感测、控制、制程/设备、信息交换与生管系统，而CPPS所创造出来的智能工厂，即可称之为工业4.0的精髓。

　　透过工业4.0理念的落实，一方面可望解决工业生产时，举凡超接订单、库存过多或过少、以及不定时生产等需求，二方面则促使未来工业产品知道自己制成的时间，或知道应当采用哪些参数，才能让自己达到完美状态。

　　回顾以往，论及生产制造，其实彷若M型两端，一边走的是全人力制造路线，可轻易解决产品生命周期短绌之频繁换线问题，惟制造的可靠度与效能备受限制、难以提升；另一边则采取全自动化模式，尽管能够有效提高生产制造的可靠度及效能，然而技术开发与建置成本不菲，套用于以往大量生产(Massproduction)情境倒还合情合理，一旦进入当今诉诸少量多样的主流制造趋势，便难以为继。

　　反观工业4.0，则奠基于数字化、虚拟化、网络化之智能生产系统，着重人机协同，故而能够巧妙地在前述M型两端取其中道，形成智能自动化(简称“智动化”)新局面。影响所及，全球众多国家纷纷掀起泛工业4.0热潮，除了德国提出工业4.0计划外，美国也在2013年推动先进制造伙伴计划(AMP)，旨在进行先进研发，借此重新取得国际制造竞争力领先地位；中国在2015年推出中国制造2025(MadeinChina2025)乃是实施制造强国战略下第一个十年行动纲领，内含国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高阶装备创新等重要领域的重点工程实施方案。

    二、泛工业4.0浪潮揭开四次工业革命序曲

　　时至今日，可以确定已经发生的三股重大趋势。

    其一是美国开始思考智能制造，希冀结合信息、技术与人工智能等元素，对制造或商业流程中每一环节(例如研发、应用)，产生革命性影响，进而完全改变产品在研发、制造、物流、销售等不同价值活动的流程，同时增加工厂的弹性、减少能源的使用、改善永续环境、降低产品成本，并运用次世代材料满足新产品开发之需求。

    其二是中国不再是世界工厂，由于陆续调升最低工资、再加上社福保险费用保障，使制造成本逐渐与东南亚国家拉近。