小鲁就是在自动化惨业的鲁蛇
想知道什么叫工业4.0，就听小鲁来画唬烂吧
从头谈起工业1.0
既然有工业4.0，那自然就有3.0、2.0 & 1.0
工业1.0的另一个名称比较耳熟能详，就是当年瓦特发明蒸气机引发的工业革命
工业革命的核心概念，在于将原本使用人力、兽力作为动力来源的工业条件
改为使用蒸气动力
一般会称之为﹝工业机械化﹞
虽然我认为"机械化"这个说法不好，因为人类在工业革命之前早就会使用机械了
像是轮子、齿轮都是机械，只不过我也想不到更好的名词，就暂时延用这个说法
接着随着人类学会使用电力，要留意一点，人类发现电是比工业革命更早以前的事
富兰克林放风筝时，瓦特还只是个屁孩而已
但发现火跟已知用火是有时间差的
总之在工业革命后，人类对于电力的使用开始熟悉
随着电磁学的发展，人类学会使用线圈通电产生磁场，再磁场吸斥产生动力
电动机(马达)就出现了
随着马达的发展，原本要烧水用蒸汽推动的机械，很快的由马达动力取代
这个阶段是所谓的工业2.0，或称为﹝工业电气化﹞
工业2.0以后，人类发现半导体这鬼玩意(其实半导体之前是真空管)
透过半导体可以作逻辑运算的特性，加上积体电路的发展
小型化的运算逻辑单元开始问市
在这之前先插播一下
继电器这东西跟马达是相同原理，继电器除了一般教科书上说的小电流驱动大电流外
其实继电器的功能跟电晶体有87%像，可以用来做逻辑控制(难道我会工业配线也要说吗?)
所以早在半导体问市前，人类就已经使用继电器做出大量的自动化设备了
只不过继电器体积大、耗电、反应慢、机械耐用性不佳
所以纯粹用继电器搭出来的逻辑电路，以现在积体电路的角度来看
比当年用一堆真空管兜出来的"计算机"还弱
所以就暂称继电器时代的自动化为工业2.5吧
回到半导体，总之人类有了可以做大量复杂运算的计算机
大量的逻辑运算甚至数值处理就由计算机来处理
而PLC (programmable logic controller : 可程式逻辑控制器)就是其中的佼佼者
一直到今天，全世界工业都还在大量使用PLC
只不过现在的PLC跟当年只能作逻辑运算取代继电器的机种
性能自然是提升不少
这个阶段称为﹝工业电子化﹞，就是工业3.0了
台湾目前的自动化大约停留在工业2.5~3.0之间
有些产线还在大量使用人力，电控箱打开就是满满的继电器逻辑
大部份则使用PLC取代继电器，但依然是满满的产线作业员
但要注意的是，作业员的多寡跟是否工业4.0无关，工业4.0的核心价值不在无人工厂
很多人老爱拿无人工厂当做工业4.0
早在民国72年时，日本就有无人值守的工厂了，YOUTUBE还找得到影片
但那只是工业3.0而已。 实际上工业2.5也搞得出无人工厂(当然要看是什么工厂)
终于干古得差不多，时间线走到工业4.0了
近年随着网络的大量发展
云端、大数据、物联网都已经发展到可以应用的程度了
工业上也蕴酿下一代的革命
﹝工业信息化﹞，就是下一代工业革命的主轴
什么叫工业信息化?
就是生产设备(简称机台)的讯息，可以透过物联网技术上传到云端
然后透过大数据分析将大量的设备讯息分析出有价值的结果
当然信息的传递不会是只有单向的，远端的数据(命令)，也可以传到设备上
(这就是老爱谈的EE在办公室点点键盘就可以轻松工作)
对于一些旧时代的设备，本身不具联网功能(老PLC你要它上网，难啊~)
简易沾上I4.0边的作法，是外挂一些感知器，譬如温度、湿度、震动 balbal...
透过外部的连网设备将每一台机器收集到的数据上传到云端
这个云端可以只是楼上的电脑，不必真的在对流层上那么远
透过分析这些数据，监控每台设备的运作状况
譬如某台机器的温度突然升高，这通常不会是正常的状况
远端的监控设备就可以跳出警告，然后EE就得拼老命跑进现场..... (这画面好像很熟悉)
当然这只是I4.0的最简易入门而已
I4.0的核心价值，就在收集大量数据，分析跟使用
所以物联网、大数据、云端等，都只是达成I4.0的条件而已
自动化厂商着眼的，就是怎么卖物联网、数据分析跟云端平台给使用者(才有赚钱啊)
而对于使用者来说，I4.0能做到什么? 是根据使用者需求而定的
I4.0只是一个工具而已，要用这个工具做什么是使用工具的人决定的
譬如弹性生产系统(客制化)是I4.0最常被提出来当做指标的
但事实上，客制化从全人工时代就在做了
I4.0只是加速客制化生产的流程 & 减少出错而已
举个例子
在工业3.0时代，如果一间车厂要提供消费者客制化的选项
譬如车顶颜色、内装颜色跟轮圈样式
每种客制化选项各有五种选择，那么总共就有125种不同的结果
在工业3.0时代，从客户下单开始
这张订单就会进到生产线的第一站，随着某个底盘一起在产线上移动
每一站的施工人员要对需求单上的需求，到供料站选择正确的零件(或喷漆选项)
最后完成这台客制化的车
那如果总共要提供10个客制化选项，每个选项有5个选择呢?
出错率会高到你无法想像的程度
而工业4.0在这个环节能介入的
就是在一开始接单时，订单就输入云端系统，产线会生出一个QR Code(或RFID之类的)
QR Code会随着某一个车台进入生产线
产线上的自动扫瞄设备会自动扫瞄这个识别标签
然后烤漆站的喷漆机器人自动会切换到对应的漆色配方
进到轮圈组装站时，半成品车进到组装人员面前时，后面的自动机器人已经把正确的轮框
送到待组装区了，安装人员只要拿起来装就好
(还是要有人喔! 当然要用机械手臂取代也可以，但机械手臂在这里不是重点)
这是一个弹性生产系统的例子
但这只是I4.0的其中一个应用而已
再举个汽车业的可行应用范例(愿景)，汽车业是全世界工业自动化最完整的产业嘛
我们知道汽车底盘大量使用电阻焊接来将不同组件结合 (搭配机械手臂)
现在的中频直流电阻焊接机可以侦测每一个焊点在焊接过程的电压电流等数据
一开始的用意是建立标准焊接模型
在测试过程中先以测试方式试打一个焊点，然后将此焊点送实验室分析物理特性等
如果特性都符合需求，就将这个纪录当成标准
往后车身上同一个位置的同一个焊点，焊接过程都要跟标准焊点比对
数据要相同才被认为是符合标准，如果曲线差异过大，则可能是焊接过程有问题
譬如焊点脏污、铜电极磨损等等
这时焊接机可以自动报警，等待人员排除
如果搭配工业4.0，一台车的所有焊点资料，包含这台车焊了多少点、每个焊点的焊接资料
都可以被上传云端并储存起来
如果这台车出厂两年后，发生意外事故，在车主同意的前提下
车厂可以将当初的生产资料与事故车辆结果比对分析
研究这样的焊接制程与事故后的车体扭曲的相关性，进一步修改制程提升产品完善性
这也是一个I4.0可行的愿景，因为生产过程的资料都被保存下来，
所以可以在产品进入市场经过实际使用后，再回头分析制程与产品使用的影响性
当然这也不是I4.0的挶限
譬如生产管理系统也是I4.0可以触及的
另外提一个目前德国I4.0的示范工厂
这也是另一个有趣的想法
I4.0不是用来取代人力的想法
这个示范I4.0的工厂，着眼点在人
每个产线人员都配戴身份识别卡(就员工证啦!)
产线人员上站后先刷识别证，电脑上立刻SHOW出 "xxx 欢迎上工"
然后工作站的桌椅高度立刻调整到这个员工的最舒适高度
休息时间到会立刻提醒该休息了。
当然每一个经手这个技师的产品，在产品的生产履历上都会注计
这又是i4.0的另一个面向
总之废话这么多，工业4.0的重点在收集、储存、运用所有可收集的数据资料
而收集来的资料要怎么使用 ? 是看使用者想达到怎样的目的而定。
※ 引述《c1823akimo (屎鼻)》之铭言：
: 工业化4.0？！
: 重点在可以客制化而不用人工吧？
: Robot自动换模具、机台自动换线
: 自动上下料应该不算4.0吧？
: 大尺寸面版都自动上下料了
: EE直接在办公室远端切换参数
: 远端操作机台人机都已经很常见了啊
: 高阶主管手机也能看数据看机台
: 都很常见了吧？！
: 不知道有没有强者出来解释ㄧ下
: 4.0的重点是？
: 我是觉得应该是“客制化”
: 不知道我有没有看错重点？