現今全球工業正步入4.0時代,隨著科技進步,製造業生產模式已經發生了4次革命性轉變,扭轉了資源配置、環境變遷、交通運輸、生活方式與生活品質,乃至國家發展方向,可以說這一波技術革新帶領工業發展,奠定現今世界的基礎。這些轉變被稱為工業1.0、2.0、3.0與現在正發生的4.0。
工業1.0是指蒸汽機時代,發生在18世紀,也就是工業革命。蒸汽機的發明與普及讓主要動力來源由水力和風力轉為蒸汽,生產模式由手工作坊轉為工廠,機器大量取代人力,廣泛運用在製造業,提高了生產效率,煤成為工業生產主要能源,工廠不再只能建在河邊,而是建在港口、交通樞紐或礦場附近。
工業2.0 是指電力時代,發生在19世紀末,隨著電的發明,科學與企業家相繼投入電動機的應用與發明,促使電能取代蒸氣,成為新的工業生產能源,生產效率進一步提高。能源的轉變除了大幅減少運輸成本,工廠選址不為運煤所限,也改變了地貌,變得無所不在。
工業3.0 是指電腦時代,發生在20世紀電腦的發明,此波變革本身經歷過多個階段,從大型電腦轉變為個人電腦的普及,還有網際網絡的廣泛應用。此時,電子技術進步使工程師可以更快、更精確、更複雜地進行運算,提升效率及良率。個人電腦衍生新的生產設備,工廠需要更精密的分工,自動控制更形重要。資訊的流通提高資源運用效率,使世界更加快速及扁平,激烈競爭帶來更大的優化需求。
工業4.0在此時登場,這個名詞源自德國政府的高科技產業策略,主要是為了因應未來生產模式轉變,計劃提升製造業電腦化程度。此策略對未來技術革命的分析後來被各界重視及討論,造成一股工業4.0風潮。近年來,網絡和雲端技術普及,可以處理的資料非常大,許多專家相信在今後10至20年內,運用大數據、雲端運算、智能整合型感控系統及物聯網,將成為工業生產最有競爭力的主流模式。在這個新模式之下,機器人將大量取代傳統人力,每一部機器人及每一部生產線上的其他機器,本身都是一個可以收取資料、改變參數的智能節點,具有像動物一樣的神經系統,把所有資訊傳回中央控制系統,再由中央控制系統透過大數據分析,找到最佳生產模式,再回頭改變機器的參數。工廠不但有機器人,整個工廠的生產都是由智能系統即時管控,這樣可以讓效率達到最高,建立最有效率的生產模式。在此過程中更多勞力將被機械取代,當然這不表示造成大量失業,因為機器人的設計和生產還是由人力完成,智能系統的設計、程式撰寫與維護也提高這方面的人力需求。所以,總就業不一定下降,但勞動力必須大量轉移,人力將由傳統作業員和技術員轉為可以處理工業4.0的技術人才。
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