什麼是工業 4.0 及如何運作

透過營運最佳化,您可以為您的企業實現哪些目標?利用 PTC 的工業 4.0 解決方案,即時連線機器和人員,以盡可能發揮數位轉型計劃和目標的影響力。
透過自動化和即時分析,您將目睹真實全公司連線能力的威力。在您的企業中採用這些計劃,以提高效率、讓自家產品脫穎而出,並協助您超越競爭對手。

概觀 優勢 技術 PTCSolutions 常見問題集 資源

什麼是工業 4.0?


工業 4.0 是製造業革新的新一波浪潮,並相信機械必須有能力與彼此通訊及合作,以共同打造全新的產品和服務。工業 4.0 解決方案也稱為第四次工業革命,已經永遠改變了我們的生活和工作方式,並對世界經濟產生巨大的影響。工業 4.0 是應用技術,透過數位方式改變工業公司的營運方式。這些技術包括工業物聯網、自動化和機器人、預測性維護、模擬、增量製造和物聯網分析。工業 4.0 的驅動力是提高效率、提高敏捷性以回應不可預測的市場變化、提高品質,以及採用新的商業模式。

首次提出這個詞的人,是世界經濟論壇創始者暨執行董事長 Klaus Schwab。當今的製造解決方案先進程度已經遠遠超出工業革命剛開始時,而像您這樣的公司,正從這種演變中獲得數位轉型計劃帶來的好處。

工業 4.0 技術如何改變製造業?

工業 4.0 技術能用來打造自動化流程、透過物聯網連線裝置以進行即時監控,以及利用巨量資料來根據分析做決策,徹底改變了製造業。增量製造可實現敏捷和客製化生產,而 Digital Twin 則以虛擬方式打造最佳化流程。網路安全措施可防範威脅,人機協同合作則可提高生產力。這些進展能簡化營運、提高效率並促進創新,將製造業重塑為資料導向智慧生態系統。

工業 4.0 的演進

第一次工業革命

第一次工業革命始於 1760 年,主要特徵是從手工生產和獸力過渡到使用蒸汽和水力機械。這場革命的先驅是紡織製造業、鋼鐵業、農業和採礦業。

第二次工業革命

一個世紀後,技術革命於 1871 年展開,開始廣泛安裝鐵路和電報網路。這些進展使工廠能夠發展現代化生產線,打造出大規模生產模式和一定程度的自動化製程。

第三次工業革命

到了 20 世紀末,數位革命展開。第二次世界大戰結束後,發展出計算機、先進的電信和資料分析技術。工廠的數位化始於在設備中內嵌可程式化邏輯控制器 (PLCS),以打造自動化的流程並開始收集資料。

第四次工業革命

2011 年,德國政府使用「工業 4.0」一詞來描述製造業數位化專案。這個詞迅速演變成一套導入技術的建議,迅速啟動了大規模數位轉型。

工業 4.0 的種種優勢

提升產能和效率

工業 4.0 透過自動化、簡化流程和減少人工來提高生產力和效率。資料分析可最佳化資源分配和生產時間表,預測性維護則可盡量減少當機時間。供應鏈整合增強了協調程度,客製化製造則可迅速適應不斷變化的需求,以最少的浪費充分提高產量。

工業 4.0 透過自動化、簡化流程和減少人工來提高生產力和效率。資料分析可最佳化資源分配和生產時間表,預測性維護則可盡量減少當機時間。供應鏈整合增強了協調程度,客製化製造則可迅速適應不斷變化的需求,以最少的浪費充分提高產量。

提高品質和產量

工業 4.0 透過自動化提高品質和產量,盡可能減少錯誤並提高一致性。資料分析可打造最佳化流程,確定需要改進的領域並減少缺陷。物聯網感應器可實現即時監控以確保產品品質,而彈性製造提供客製化能力,能有效滿足不同的客戶需求。

工業 4.0 透過自動化提高品質和產量,盡可能減少錯誤並提高一致性。資料分析可打造最佳化流程,確定需要改進的領域並減少缺陷。物聯網感應器可實現即時監控以確保產品品質,而彈性製造提供客製化能力,能有效滿足不同的客戶需求。

提升安全

工業 4.0 透過預測性維護、遠端監控和減少人員暴露於危險環境的方式來提升安全。擴增實境和物聯網有助於訓練,資料分析能識別風險,供應鏈可見度則可確保整段流程均符合安全標準,以打造更安全的工作場所。

工業 4.0 透過預測性維護、遠端監控和減少人員暴露於危險環境的方式來提升安全。擴增實境和物聯網有助於訓練,資料分析能識別風險,供應鏈可見度則可確保整段流程均符合安全標準,以打造更安全的工作場所。

改善協同合作

工業 4.0 透過數位平台促進協同合作,讓不同供應鏈之間能夠順暢通訊。物聯網能促進即時資料共享,以最佳化的方式協調各利害關係人的工作。虛擬協同合作工具可增強遠端團隊合作,而 AI 驅動分析能提供見解以利做出明智的決策,從而在變動的環境中促進敏捷高效的協同合作。

工業 4.0 透過數位平台促進協同合作,讓不同供應鏈之間能夠順暢通訊。物聯網能促進即時資料共享,以最佳化的方式協調各利害關係人的工作。虛擬協同合作工具可增強遠端團隊合作,而 AI 驅動分析能提供見解以利做出明智的決策,從而在變動的環境中促進敏捷高效的協同合作。

降低營運成本

工業 4.0 技術可降低人工、現場服務、材料、法規遵循和開銷的營運成本,並提高服務和製造組織的獲利能力。

工業 4.0 技術可降低人工、現場服務、材料、法規遵循和開銷的營運成本,並提高服務和製造組織的獲利能力。

智慧製造使用案例

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工廠績效指標

改善所有工廠、設備、產品線等的資料收集和分析流程。進一步了解效能,並做出更有意義的改善。 了解更多
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提高員工生產力

利用科技來強化您最珍貴的資產:工廠中的前線員工。大幅強化數位員工技能,大幅提升效率。 了解更多
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提高設備整體效益 (OEE)

數位製造能發掘先前未經評估的 KPI,以找出隱藏的效率低落問題並加以解決。盡量降低可避免的資本支出 (CAPEX)、避免發生當機時間並加快轉換流程。 了解更多
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將 Digital Thread 延伸到工廠

讓製造與工程同步開始,並取得最新設計變更以掌握最新進度。透過順暢的 Digital Thread 加快生產流程並降低與品質無關的成本。 了解更多
哪些技術正在推動工業 4.0?

工業物聯網

利用工業物聯網,為您的團隊提供人員、產品、設備和效能資料的即時洞察和可見度。了解工業連網如何革新您的工廠營運,並協助發揮二位數的影響力。

AI 和機器學習

利用工業人工智慧偵測故障訊號、做出重大服務決策,並防止意外當機時間。了解 AI 和機器學習如何協助建立更優良的預測模型。

Digital Twin

新興的 Digital Twin 技術,是企業革新資料運用方式,以及從數位轉型計劃中取得價值的最佳方式。了解這項技術為何成為數位轉型策略的必備要件。

電腦輔助設計

改進工程團隊的生產能力設計方式,以協助降低生產營運成本。利用參數建模、生成式設計以及模擬和分析工具,設計、開發和記錄創新產品。

擴增實境

探索工業擴增實境解決方案如何協助您提高員工效率和安全。透過擴增工作指示、專家知識擷取和轉移等功能,改善您的訓練、入職和技能提升計劃。

產品生命週期管理

透過安全的方式確保團隊擁有最新的相關產品資料,並採用資料管控和可追溯性流程來管理資料。有了更優良的產品資料,團隊可以縮短上市時程、提高生產力並降低成本。

雲端運算

混合雲端是有助於提高效率和取得競爭優勢的核心元素。採用這種運算方法有助於提高計算機能力,同時加強安全性和韌性。

網路安全

強大的加密、AI 驅動式威脅偵測,以及保衛連網系統和敏感資料的主動式措施,能加強網路安全。

增量性製造

透過 AI 驅動式設計最佳化、即時監控和供應鏈整合來增強增量製造,以加快生產並促進材料和流程創新。

製造業 4.0 解決方案

預測性維護

製造業 4.0 利用預測性維護來預測設備故障,防患於未然。透過整合物聯網感應器、AI 演算法和資料分析,可即時監控機械、偵測異常情形並預測維護需求。這種主動方法可充分減少當機時間、降低維護成本並最佳化設備效能,最終提高生產力並延長資產壽命。

協同產品設計

工業 4.0 透過即時雲端協同合作、VR/AR 模擬和 AI 驅動式設計最佳化來增強協同產品設計,以確保高效的團隊合作、創新和高品質的產品開發。

敏捷製造

工業 4.0 透過物聯網監控、即時分析和靈活的生產流程推動敏捷製造,確保快速回應市場變化並最佳化資源利用率。

供應鏈最佳化

製造業 4.0 透過即時資料共用、物聯網追蹤和 AI 驅動式分析,來打造最佳化的供應鏈。如此能提高可見度、簡化物流並改善庫存管理,從而縮短重疊時間和成本。

PTC 的工業 4.0 解決方案

Digital Performance Management

ThingWorx Digital Performance Management 可幫助企業識別、排序、處理與監控對盈虧影響最大的問題解決機會。

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相互連結的工作單位

ThingWorx Connected Work Cell 能將多個資料孤島中的關鍵資料彙整到簡化的視覺化應用程式中,以簡化向前線員工提供資訊的方式。

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資產監控和利用

ThingWorx 資產監控和利用可幫助製造商連線到現有資產、即時遠端監控這些資產、產生異常情況警報,並使用資料趨勢和分析工具提供關鍵見解。

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工業 4.0 的未來

工業 4.0 的未來可望更深入地整合 AI、物聯網和機器人等數位技術,透過智慧自主系統徹底改變製造業。資料分析的進展將推動預測性維護和資源最佳化,而協作機器人和虛擬實境將增強員工的能力。透過區塊鏈和物聯網,供應鏈將變得更敏捷和透明。工業 4.0 將繼續重新定義生產流程,讓企業在全球市場上擁有創新能力、永續性和競爭力。

歡迎收聽精益製造商 Podcast 系列!

在討論過程中,我們的專家來賓分享了對工業物聯網 (IIoT) 的獨特觀點,並深入探討製造業的關鍵面向。在本系列中,我們探索工業物聯網如何革新製造效率,並為您的組織帶來可觀的價值。

在 Apple Podcast、Spotify 上收聽各集數,或在此處探索更多內容。千萬不要錯過這段啟發性的旅程!

常見問題集

工業 4.0 正在革新哪些產業?

在工業環境中,工業 4.0 正透過自動化、物聯網、AI 和資料分析來革新製造、汽車、航空航太、化工、石油和天然氣、採礦、發電、重型機械、建築、物流和供應鏈產業,以打造最佳化流程、實施預測性維護,並提升安全和永續性。

智慧工廠的特點是什麼?

智慧工廠的特點是自動化、連線能力和資料導向決策。這種工廠採用物聯網裝置、機器人、AI 和資料分析來打造最佳化生產流程、提高效率、縮短當機時間、確保品質,並即時監控和控制營運,以實現敏捷和回應迅速的製造。

IT/OT 整合

將資訊科技 (IT) 與營運技術 (OT) 結合,可簡化資料流、改善決策、提高效率並實現工業環境中的預測性維護。它有助於即時監控、流程最佳化和更好的資源分配,從而減少停機時間、提高生產力並改善整體效能。

客製化製造

工業 4.0 支援的客製化製造將靈活性與效率結合在一起。它利用人工智慧、物聯網和數據分析等數位技術來優化流程,減少交貨時間和成本,同時滿足個人化客戶的需求。即時數據洞察可實現敏捷調整,確保品質和創新,提高客戶滿意度,並在動態市場中保持競爭力。

供應鏈

工業 4.0 透過提高可見度、靈活性和效率來改變供應鏈。物聯網感測器和人工智慧分析可實現即時追蹤和預測性維護,從而減少停機時間和庫存成本。區塊鏈確保交易的透明和安全,而數據驅動的洞察力則優化物流、庫存管理和需求預測,從而能夠更快地響應市場變化並提高整體性能和客戶滿意度。

工業 4.0 資源和延伸閱讀

了解工業 4.0 成熟度指數

閱讀 Acatech 的深入研究報告,了解如何建立自己的工業 4.0 計劃以推動數位轉型。

規劃數位轉型的進程

深入了解如何達成財務結果、擴大實施使用案例和有效管理變更,以克服數位轉型的挑戰。