猜一猜，什麼是「工業4.0」？

本文由日經BP社提供

德國正在推進產官學一體的先進技術戰略「Industry 4.0」（工業4.0，德語：Industrie 4.0）。「工業4.0」堅持的是「工廠會解決全球面臨的問題」理念（參閱相關報導）。那麼，被稱為是第四次工業革命的工業4.0究竟包括哪些內容？在工業4.0的作用下，工廠將發生怎樣的變化？筆者採訪了密切參與工業4.0標準制定的德國西門子工業解決方案集團高級技術與標準部門副總裁Dieter Wegener。

請介紹一下工業4.0概念誕生的過程。德國的工業界和政府為何要推行工業4.0？

Wegenar：工業4.0是德國政府推進的「高科技戰略」（High-Tech Strategy）之一。德國政府制定高科技戰略，是為了讓德國在解決世界面臨的諸多課題時擁有主導權。如果高科技戰略能夠拓展科學和研究的範圍，進而帶來高端技術，應該會給德國帶來繁榮和就業機會。

高科技戰略始於2006年8月。最初的定位，是集德國所有政府機構之力，整合不同領域的多項研究和創新活動的國家計畫。現在的「高科技戰略2020」（High-Tech Strategy 2020）已經橫跨「氣候/能源」、「健康/營養」、「交通工具」、「安全」、「交流」五個領域。把焦點對準了在未來10～15年內有望實現技術發展的項目。除此之外，德國政府還制定了孕育創新的戰略及其相關計畫。

從工業4.0的整體概念來看，利用物聯網（IoT）和網際網路服務改革生產流程只是其中一個方面。作為技術領袖，德國在借助工業4.0提高競爭力方面也將處於優勢地位。

工業4.0描繪了未來的製造業藍圖

工業4.0將會使現有工廠發生怎樣的變化？

Wegenar：在製造業領域，我們的客戶主要面對的課題有三個：生產效率、速度、靈活性。生產效率不單單是指員工的生產效率，速度也不是指在短時間內製造出單元。企業需要具備的，是「投放市場的時間」（Time-to-market），應對客戶多樣化需求的靈活性。這代表的是「隨選生產」（Production on Demand），也就是即時制定生產計畫。當工業4.0解決這些重大課題的時候，製造的形態或許將發生翻天覆地的改變。

工業4.0展示了未來製造業技術的基礎。產品開發、生產、服務的現場要通過軟體和網路進行交流。到那時，生產流程的計畫將不再是提前幾個月或者幾年制定，而是按照最新的情況靈活調整。資訊和指示將在產品與生產設備之間即時互通，實現生產流程的優化。從而製造出面面俱到的產品。從整條價值鏈的角度出發，開展這樣的自律控制和優化應該有助於實現集成化生產設備的自組織。

未來的製造業紮根於數位技術，工業軟體估計將成為推動其發展的原動力。現如今，展望未來的製造業大多要談到IoT的概念。但我們認為，在今後，眾多領域的專家集團和委員會在全球範圍內共用資訊、開展討論將變得不可或缺。未來的製造業應該不受特定概念的左右。工業4.0雖然（和IoT一樣）也是打造未來製造業技術基礎的一個概念，但我認為，這個概念要得到世界的接受，真正運用於製造業現場還要等到2030年左右。

融合PLM工具與FA技術

工業4.0的活動涉及生產技術、IT等廣泛領域。企業要如何推行如此複雜的活動？推行工業4.0的關鍵人物是哪些？

Wegenar：這在工業4.0的推行上可以說是最大的問題之一。情況瞬息萬變的工廠與經營高階主管所在的辦公室必須實現資訊互通。一個可行的辦法，是建立包含產品設計、生產設備設計、生產、服務在內，涵蓋整條價值鏈的完善數位資訊基礎。在這樣的基礎之下，所有經營高管要參與其中，為實現高度靈活的製造業提供協助。

我們擁有構建這種數位資訊基礎需要的眾多硬軟體搭配。藉此可以融合真實和虛擬世界，對價值鏈進行優化。通過為產品開發到生產的全過程賦予「智慧」，可以提高生產效率、速度和靈活性。

舉例來說，在產品開發方面，PLM（Product Lifecycle Management）、虛擬試製、試驗、優化等軟體已經齊備。在生產計畫方面，通過對整座工廠和各臺設備進行運行模擬，可以節約時間、資源和能源成本等。這樣的模擬能夠通過PLM工具和FA技術的融合實現。在生產和服務方面，也可以提供最佳的解決方案。

整合真實與虛擬

請問實現工業4.0概念的課題和解決措施有哪些？

Wegenar：為了實現工業4.0，必須要做的事情很多。工業4.0不會一蹴而就，只是一個藍圖，是應該前進的方向。對我們來說，把工業4.0作為目標本身就稱得上是一種改革。至於是否成功，那就等30年後，讓我們後代去評判。

我們描繪的策略是兩個「整合」。一是產品開發與產品生命週期的整合，二是真實與虛擬的整合。

除此之外，「標準化」也是成功必不可少的要素之一。作為向客戶提供附加值的手段，我們除了發展自動化、進一步開發技術，還在積極確保技術的相容性。這意味著當我們把不同系統供應商的技術合併到一起的時候，這些技術都能正常發揮作用。

我們的產品，例如網路管理系統「SINEMA Server」、可程式顯示器「SIMATIC HMI」等採用了（作為測量和控制系統的標準介面得到了廣泛普及）「OPC」（OLE for Process Control）。我們從初期就開始參與（OPC的最新標準）「OPC-UA」正是出於這一原因，因為行動快，我們已經先於其他公司，推出了的得到認證的產品。（記者：高野敦，《日經技術在線》）