根据市场产业研究机构 IDC 研究，2014 年全球物联网市值达 6,558 亿美元，未来随着更多装置与物件连接网络，相关服务可望大幅成长。至 2020 年时，全球物联网市值将可达 1.7 兆美元，年复合成长率 16.9％。而看准这样的商机，不但政府把物联网视为重点发展产业，民间企业也纷纷投入争食大饼。期望继个人电脑、智能手机之后，再创另一项台湾关键产业。
工业 4.0 关键：资讯收集与分析处理
透过物联网让工业 4.0 进行智慧制造，目前国内已陆续有企业导入，并逐步进入实作阶段。这样除了能使生产作业更具效率，降低错误风险，并且减少成本。更重要的是，透过物联网收集到的资讯， 不但可以在未来提供更加客制化的产品，还能进一步运用在各种其他类别的制造生产上，对企业迈向弹性化营运管理有着莫大帮助。
然而，受限于当前工厂生产设备的老旧、品牌的多样性，甚至是投资金额需求庞大的情况下， 除了少数大型工厂能够进行整体提升，以台湾多为中小企业的规模来说，并不容易实践工业 4.0 的理想。所以，为了协助产业界解决这样的问题， 学术界遂透过政府相关单位的专案计划协助，开始规划相关的实验。期望借由相关实验进行后获得的资讯与技术，提供给产业界使用，达到建立工业 4.0 智慧生产的目的。台湾科技大学于 2016 年创设，并且预计在 2017 年迈入第二期计划的全球首座工业 4.0 实作中心，于焉成立。
台科大资讯管理系教授罗乃维指出，发展物联网的智慧生产时，许多人以为重点是在生产设备上的感测器，使得设备在这些感测器的协助下， 能高效率地运作生产。这部分固然是物联网的要项之一，但更关键的是，透过这些感测器收集到的数据，要如何从其中分析出有用的资讯并形成制式化的参数，然后运用在各种不同厂牌的机器上，还同样能够制造出标准产品？尤其在大规模生产的工厂中，整理出每天不断涌入的庞大数据，其后变成有用的资料，这才是物联网运用在智慧制造的重点。
▲ 台科大设立的工业 4.0 实作中心第一期已经完成，目前正积极进行第二期的设备建置工程。（Source：《科技新报》摄）
台科大建立工业 4.0 实作中心为产业收集数据
这类资讯收集与整理工作，其实国外的生产设备大厂都有相关解决方案。但受限于企业必须采购同厂商一系列设备以收集使用资料，或者资料非得如此才能够串联建构出价值。导致对台湾许多经费有限的中小型制造业厂商而言，这目标几乎无法达成。现阶段的情况是，生产线上的设备可能来自不同的厂牌，也可能是不同时代的机器。所以，要如何布署一个完整的物联网机制， 对企业形成很大的障碍。而这也就是台科大为什么要成立全球首座工业 4.0 实作中心的原因。
罗乃维指出，台科大的工业 4.0 实作中心，是由一群台湾涵盖软硬件专长的机械相关业者，结合日本与欧洲等厂商提供的硬件所成立。有别于目前德国安贝格工厂与中国大陆西门子成都工厂都是以工业自动化品（组装电子产品）为主要生产对象，台科大的工业 4.0 实作中心是全球首座针对精密机械加工的工业 4.0 示范工厂。未来期望透过前端感测器的资料收集功能，加上后台系统的资料整合能力， 测试出完整的一套作业参数提供给业者，使得业者可以进一步布署物联网在生产设备，达到工业 4.0 智慧制造的目标。
整合国内外厂商生态系以建立物联网产业契机
据了解，台科大第一期工业 4.0 实作中心的系统，在硬件方面主要由台科大教授群及台湾上博科技所开发的软件进行整合，结合来自日本牧野与瑞士 Erowa 等硬件，以及来自台湾机床大本营──台中地区的晏阳精密、徕通科技等机床业者共同以无偿借用的方式，提供精密模具生产所需的机械设备，打造国际级生产环境。
至于软件方面，则是结合了德国西门子、台湾科盛科技与国外 ESPRIT、NCSPEED、 ARCOCAD、PC-DMIS 等 CAD/CAM 软件产品，整合在工业 4.0 实作中心智能制造系统中。另外， 在地的业者如研华、大宝、盛百也分别提供资通讯产品以及耗材、刀具等。借由约 20 家国际化团队的组成，不论软硬件或配件，未来在全球工业 4.0 相关供应链，台湾厂商可以借此合作机会， 占有一席之地。
▲ 结合台湾、日本与欧洲等软硬件厂商合作打造，为台湾收集数据，迈向工业 4.0。（Source：台科大）
罗乃维指出，台科大工业 4.0实作中心提供产学合作一个绝佳平台。机械业者表示，国际合作已经是常态，全球的制造业在景气不定的经营环境下，并不会以采购单一区域供应商的机器设备、软件或材料作为政策，制造现场的真实产业环境早已是联合国，哪家厂牌的设备 C/P值高，哪种软件相容性好，就能够拿到订单。因此，台湾业者尽早加强国际化，提升相容性与整合性才是王道，这是本次产学合作业者的心声，也是台湾业者走向世界的契机。
不过，台科大工业 4.0实作中心第一期的建构计划，因受限于场地，使得内建的设备都是单一应用，还没有建立一个完整的生产线。因此借由物联网感测器所取得的相关资讯，也仅限于单一设备为主。而为了达到整体化工业 4.0 的生产线内容，台科大目前正投入工业 4.0 实作中心的第二期计划。在第二期计划中，除了实作中心场地较以前扩大之外，还透过由台科大内部自行建立的整合机制，将相关设备连结成完整的生产线，可以进行全自动化的生产。预计在 2017 年完工之后展开全自动化的生产线制造工作。
罗乃维强调，台科大工业 4.0 实作中心第二期的规划内容，除了延续第一期的相关设计之外，还将透过与国内相关设备大厂，例如机床集团──友嘉集团的密切合作，进一步建立国产设备的工业 4.0 解决方案。而事实上，透过这样的计划，可以让国内外设备在工业 4.0 制造时，整合彼此相关的参数，并且加以连结合作。
藉资讯收集以创造巨大商业价值
这些参数虽然对于国内民间企业在智慧制造上的建构至关重要，但考量成本问题，几乎没有民间企业有能力处理。所以，透过政府的专案补助、台科大团队参与以及与国内外厂商的合作，进一步开发出这些工业 4.0 设备的参数，不但能以较低的价格供相关业者使用，甚至可以帮助国内机床业者进一步设计出适合的生产设备，使得台湾能在工业 4.0 的智慧制造产业中出线。
事实上，这样的做法也有机会带动台湾厂商在物联网产业上的发展。罗乃维认为，国外发展物联网进度较台湾来得快，原因在于国外是先有目标，再思考利用什么样的技术来达成。这与台湾是先有了技术之后，才思考利用这样的技术能达到什么成果，逻辑很不一样。关键在于，国外有了目标之后，就代表已经有了市场方向，技术发展就不会沦落至投资血本无归的地步，也让新技术容易发展成功。台湾若要发展物联网，就该掌握此一方向。
▲ 台科大资管系教授罗乃维（左）及工管系助教授杨朝龙都表示，工业 4.0 关键在于数据应用，借由数据应用才有机会创新产业发展。（Source：《科技新报》摄）
而对于罗乃维的说法，台科大工管系助理教授、亦是台科大工业 4.0 实作中心执行秘书杨朝龙就表示，透过台科大工业 4.0 实作中心设备所获得的数据，可以用来解决当前智慧制造上的问题。而杨朝龙也举了美国在工业 4.0 透过资料收集，来进一步解决运输业车队管理的例子，来强调这个应用的前瞻与重要性。
美国物流公司在管理运输车队上，透过应用物联网参数来降低成本，并达到最高的运输效益。在美国这样幅员广阔的国家，长途运输物流是司空见惯的事情，当一个车队上到高速公路后，什么速度可以达到最省燃油、如何避免司机疲劳， 甚至该怎么安排输送最多货物等等内容，都已经能透过物联网机制，获取相关的资料。接着， 货运公司就可利用这些资料，善加设计车队的规模、路线、行驶速度、车种、甚至是载重量等，用最低成本发挥最大的效益。
这样的资料帮助有多大？杨朝龙说，在台湾这种比较小的国家可能难以想像。但对美国这种非常依赖长途运输的国家而言，如果一个物流公司有数万台货车，则每年从车队节省下的成本，短期内就能帮他们回收投资在物联网方面的费用， 这也是他们借由目标导向、发展新技术的做法。
物联网产业不求新 只求快速解决问题
所以，台科大打造工业 4.0 实作中心的用意， 也就如同上述的实例，希望能掌握产学合作的力量，借由研究取得的数据，在工业 4.0 领域中达成智慧制造的目的，并提升国内智慧生产的效率与附加价值，甚至成为出口到国外的重要资产。
事实上，当各国都在积极寻求物联网发展的契机下，大家就会思考这是不是台湾产业的下一个发展机会。这个答案，包括罗乃维及杨朝龙都表示肯定。但台湾的物联网发展究竟可以解决哪些当前问题？根据之前的案例来观察，在物联网底下会有多个不同产业所发展出的各种解决方案， 台湾厂商其实不需要有特别尖端的技术，只要能够解决产业中的关键痛点，且这样的解决方案又可以让大多数的企业来使用，就能成为台湾厂商的良机。
此外，在目前的地球村与网络时代中，几乎没有企业能发展出自己独一无二，但是竞争对手所完全做不到的产品。因此，在物联网的未来，台湾厂商不需要专注于发展全世界大家都不会的技术或产品，而是不要落后别人晚一步发展出相关的技术与产品即可。罗乃维表示，就目前科技产业中产品推出的生命周期，只要晚竞争对手一个月上市就已经失去销售先机，晚一季推出产品就意味着增加库存，而再晚个半年就可以完全不用上市的情况来看，台湾厂商只要把握较早推出技术产品的优势，就能在未来的物联网产业中取得先机。
最后，罗乃维与杨朝龙都强调，物联网并非新的技术，也不是现在才开始用的新工具。目前要架构工业 4.0 完整解决方案的各方面条件都已经具备了，也让当前的物联网机制能够顺利完成。杨朝龙表示，过去后端有电脑，前端有感测器，但是网络不发达，无法将资料快速传递，且电脑也无法处理大量资讯，甚至是金流的缺陷， 导致整体机制无法产生附加价值，让大家不愿意投资。如今这些问题都已经比过改善许多，也促成当前物联网架构下的工业 4.0 诞生。所以，业者是否能顺应这一趋势，再创台湾产业的价值提升，就有待各界的合作与努力了。
（首图来源：Shutterstock）
