第四章 研究結果與分析
第二節 工業 4.0 發展模式建構
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入，建立共創的平台(附錄編號 22)。
施耐德電機的EcoStruxureTM平台系統，其發展模式與艾波比的ABB AbilityTM 有相似之處，均是將既有的資訊系統進行統合，形成一個龐大的集成，但還未形 成如西門子Mindsphere般的平台即服務(Platform as a Service, PaaS)。艾波 比藉由併購軟體公司來朝向PaaS的目標前進，截至目前尚未看到施耐德電機的實 際作為，但從其願景來看，雲端的整併與內容補強是工業雲平台能持續發展的條 件。
第二節 工業 4.0 發展模式建構
在本節裡將從環境層面、企業資源層面、產業層面此三層面分析此三間公司 的相同與相異點，並找出關鍵成功因素，瞭解領導公司針對工業 4.0 的發展沿革，
最終建構發展模式。
一、環境層面
製造業的世界趨勢
工業 4.0 概念的提出，內部因素主要來自於製程的複雜度日趨增加，雖然各 式管理理論的方法與提出有助於改善這種狀況，但依然需要依賴大量人力資源進 行管理，從而衍生溝通成本；再者工業 3.0 雖然輔以各式資訊系統協助管理，但 系統間的互不相容，加上製程複雜化造成部門數的增加，從而形成穀倉效應，更 增加了製造業的溝通困難，透過資訊系統的整合來使資訊流通的壁壘消失，是增 進製造業運作效率的必行之路。
外在因素則在於製造業的成熟後，品質控管已經成為基本要求，客戶的需求 轉為更進一步的客製化。客製化的要取得成功，產線的相互靈活搭配是關鍵，所 有機台的機況，產能的最適化調配，都需要在資訊連通的狀況下方能達到。
跨入工業 4.0 的前導條件
為求資訊系統的整合，首先當然要先有資訊系統導入。相對於其他產業，諸
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如網路公司或電商公司等，製造業的數位化程度可能普遍不高，生產機台的數據 無法集中到資料庫進行管理與分類，因此前導條件是機台需要進行感應器 (Sensor)的配置，再導入資訊系統分析數據，改進產線的生產效能。全面品質管 理(Total Quality Management)、實時生產系統(Just in Time)、企業資源計畫 (Enterprise Resource Planning)、製造執行系統 (Manufacturing Execution System)等皆是現行常見的資訊系統。下表是三家針對感應器連結部分的比較：
表 4-2 感測器比較表
西門子 開發 MindConnect 感測器，具有隨插即用的特性，且具備能夠相容的 第三方資訊系統的能力，客戶不需停機即可進行設置，並可以自行設 定需要傳送至 Mindsphere 的資料。
艾波比 針對建構 Control Room 的系統，根據終端使用裝置的需求，研發 Smart Sensor。
施耐德 開發 Altivar Process 變頻器具有生產資訊自動回饋且最佳化的功能；
Modicon M580 控制器是內建工業聯網的可程式邏輯自動化控制器，
可直接與平台連結進行參數調控，且無需停機即進行模組架構的轉換。
(資料來源：本研究整理)
比較以上三家領導企業，從工業 3.0 轉向工業 4.0 的過程裡，感測器的存在 都是最為重要的，沒有感測器，就無法將數據有效的傳送至數據中心進行處理。
工業 4.0 所需的感測器，也具有幾個特別的特性存在：
1. 隨插即用的特性：對製造業而言，停機即會造成產能損失，對企業客戶 而言，數位系統的安裝與測試能夠做到無痛轉換是最好的。
2. 具備相容性的特性：當前邁向工業物聯網的最大問題在於，各種資訊系 統的難以統合。具備相容性的好處在於，企業客戶可以在無須擔憂轉換
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資訊系統帶來的風險，繼續沿用舊的系統，又能擁有一套新的系統協助 分析。
3. 機台自我檢測與校正的特性：當前都是透過人工判斷機況以進行校正，
未來機台必須具備自我檢測與校正的能力，已經有具備將生產資訊自動 回饋，進行自我效能最佳化的感測器被開發出來。
在工業物聯網的前景預測裡，絕大多數的成本應花於雲端數據分析與應用 App 的開發，透過軟體的服務來創造附加價值，企業客戶並不希望在花心力在感 測器的開發或校正上。對供應商而言，提供具備以上功能的感測器，無憂的連結 裝置是最基本也是最關鍵的優先事項。
二、企業資源層面 採取行動取得特定資源
製造業具備了數據連結能力後，方能將數據資料建構分析模型，用來解決製 造過程裡的問題。為強化分析模型的數位化能力，可能的方法就是自行開發統整，
或者是透過併購以及買入資訊系統。下表是三家針對取得數位資源與建構工業雲 平台的比較：
表 4-3 工業雲平台比較表
西門子 自 2006 年開始收購工業軟體，從內部開始改變公司體質，將事業範疇 逐步從硬體轉向軟體。在具備許多軟體營運與開發基礎後，根據自身 在工業自動化的深厚經驗，建構特化於製造業用的工業雲平台
Mindsphere，屬於透過併購後再開發全新系統的過程。
艾波比 建立數位戰情室概念的Control Room，將自家原有的解決方案透過資 訊整合系統，統合而使不同單位能進行協同合作。本身軟體實力不足，
因此在整合自家系統後，再透過併購貝加萊拓展ABB AbilityTM的軟體 內容，屬於先整合系統再併購的過程。
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施耐德 本身即擁有各種整體解決方案，與艾波比相似，均是將公司既有的解 決方案進行整併，整合成大一統的工業雲平台EcoStruxureTM為客戶服 務，軟體內容不足的部分待與其他廠商合作共同開發。
(資料來源：本研究整理)
先佔優勢造成進入障礙
傳統製造業供應商由於各家機台接口規格不一，因此企業客戶的轉換成本很 高，並不會輕易更換供應商。在感測器的連接變得相對容易後，各家供應商如何 分出勝負，服務與內容就變得相對重要。
企業客戶將生產資料選擇性的上傳雲端空間以後，供應商如何提供客戶穩定 的雲端連結能力，以及如何維護客戶機密資料，雲端處理數據的效率、穩定度、
安全性都必須媲美內部網路的規格，客戶才願意轉換至相對成本便宜的雲端服務。
一旦專屬的數據分析服務成形，接著進一步與客戶共同開發 App，增加專屬陷入 成本，從而增加其他競爭者的進入障礙。
針對需求提供獨特價值
要能讓企業客戶滿意，供應商本身的數位分析能力要卓越，平台的建構並非 是困難的事，難的是能提供的軟體服務的質與量。工業雲應該具備根據客戶的需 求，在數位空間裡建構一套模擬系統的能力，能夠對應客戶在生產流程的實際狀 況，給予諮詢與改善建議，虛實整合度越高，越能針對問題提升生產效率，這是 屬於質的服務。不同的製造業客戶，需要的工業軟體也可能不盡相同，如果選擇 性較少，供應商也未必能夠提供最適切的服務，因此能提供的工業軟體的量也是 重要的關鍵之一，艾波比與施耐德電機在建構工業雲平台後，緊接著收購工業軟 體，即是為了提供更完整的服務給客戶。
三、產業層面 附加價值的提供
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製造業在導入工業雲平台的數位分析服務後，附加價值展現在產能與效率的 提升、以及溝通流程的加速。下表是三家實際輔助中小企業幾項案例的比較：
表 4-4 合作企業比較表
西門子 德國加工具製造機 Fooke Gmb 經由西門子軟體 VNCK 協助，達到 90%
虛實整合率，並減少了 70~80%的試機時間與增加 20%的生產效率。
航空發動機製造商 MTU Aero Engines 經由軟體 Sinumerik 優化，
將所有數據集中由中央系統整合管理，使各機台能得到一致的生 產品質，也增加平均產出率。
德國齒輪工具機製造商 Kapp Niles 則受益於 MCD 技術，將生產機 構整合並且數位化管理，開發效率增加了 65%(附錄編號 12)。
艾波比 義大利公共自來水公司Consorzio di Bonifica Veronese 透過ABB AbilityTM的協助改善配電系統，降低了 30%的工程營運成本，以及 減少 40%的維護時間，並且得以透過雲端的監控程式，更準確的提 供公共事業所需耗電(附錄編號 23)。
土耳其 Socar 石油公司透過 SCADA 與輸油配套系統整合，提升產 能使用率，節省了 12.5%的原物料耗損(附錄編號 24)。
施耐德 新加坡港麗飯店透過EcoStruxureTM Building的協助，經由智慧控 管電力系統，針對顧客的使用習慣做大數據分析，將房內電器運 作做動態調配，減省電力成本(附錄編號 25)。
日內瓦機場透過EcoStruxureTM Power，使控制中心能整合第三方 軟體，並遠端監控變電站的運作，使電力運作最佳化(附錄編號 26)。
(資料來源：本研究整理)
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從幾個參考範例進行觀察，在實務上均已成功地進行資訊系統整合。在西門 子的案例裡，強調透過數位雙胞胎概念，實行虛實整合，透過虛擬空間的模擬找 出製程問題，再回饋到現實的產線運作，且有實際的效能改進數據。艾波比與施 耐德則是解決方案的集成，從相異的系統裡找出關聯的資訊，對整條生產線進行 優化，打破資訊不透明的藩籬，避免無謂的成本浪費。
四、發展模式建構
從上面三個層面的解析，本研究從三家領導企業的在工業 4.0 的發展進程裡，
發現有一定的模式遵循，每個階段有其發展關鍵，以連結至下個階段。
圖 4-9 工業 4.0 發展模式架構圖
工業 3.0 的基本條件
Material、Machine、Methods、Measurement、Maintenance
連接器(Connection)
高數據傳輸穩定度、隨插即用、具相容性、能自我資訊回饋
建模(Modeling)
透過供應商提供、自行開發、建立數據分析模型的能力
雲端(Cloud)、虛擬網路(Cyber) 具備效率、穩定度、安全性的雲端平台建構
質與量兼顧的分析模擬空間建構能力
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(資料來源：本研究整理)
從此發展模式觀察，目前多數製造業已處於工業 3.0 的自動化程度，次階段 則必須開發穩定度與相容度高且方便安裝的連接器，以創建數據安全傳輸的狀態。
數據必須有處理中心來分析，此時集成的工業雲平台就顯得重要，但空有平台發
數據必須有處理中心來分析，此時集成的工業雲平台就顯得重要，但空有平台發