最適合台灣企業的 智慧製造路徑：工業3.5
生產方式與商業模式推動產業革命和社會變遷。人工智慧、大數據、物聯網、機器人、5G、雲端等科技的飛快進步，製造升級轉型的工業革命已經在進行中。在市場面，消費者需求日益個人化、產品生命週期縮短；在供給面，科技加速進步、研發資本投入高，產能建置投資高，不進則退贏家全拿，財務風險愈來愈高；對社會的影響上，人口老化、勞動力減少，接班交棒不易；另一方面，愈來愈多工作機會，因為工業自動化、智能化而消失，年輕人和弱勢族群，也不容易找到好的工作，加大貧富差距與世代差異。
世界各國均提出自己的製造戰略，德國的工業4.0、美國的先進製造、中國製造2025，爭奪新一代製造業的科技規格主導權、製造平台化的寡占權和先進製造業的霸權。大國競合而對智慧製造技術的輸出限制和智財保護，也增加台灣企業自主研發的重要性。
工業4.0，大國爭奪製造主導地位的戰略
工業4.0 強調，整個價值鏈的虛實整合，機聯網讓所有的設備連在一起，都使用同樣的通訊協定（Protocol），就像所有的人都會說德語，就更容易一起溝通，甚至能讓上游供應鏈廠商的設備連在同一個製造平台上，建立虛實整合系統（Cyber-Physical System），以達到資訊共享、即時決策，提高彼此的配合度，讓上下游的供給與需求能夠配合無間，提高產業鏈的整體營運效益。
隨著產業價值鏈，因為工業革命而即將重構，跨國企業提升設備智慧化和聯網能力，藉助雲、網、端等資通訊技術，日益強化對供應鏈上、下、游廠商的資訊穿透和掌控能力，並逐步推動其「製造平台化」的策略。設備原廠不再只是賣硬體設備，還能以內建的軟體，賣透過網路定期更新收費和升級改版的服務，甚至根據使用量來收費。
機聯網只是工具目標，透過工業互聯網讓供應鏈不同廠區的機台，使用可以彼此溝通的電子資料交換和通訊協定，讓各個環節每天產生的海量數據，能完整地保留、蒐集，並經由系統化地分析，變成有用的資訊，進而根據資訊進行聰明決策，優化資源運用組合，精準智慧生產，將企業營運的效益最大化。換言之，大數據和AI 是工業4.0 的驅動技術之一，數位決策的品質和速度，才是工業4.0 的關鍵。
工業3.5 破壞性創新，打造台灣智慧製造戰略
台灣產業應該升級轉型，但台灣工業基礎無法與先進國家並駕齊驅，軟體工業也不夠強，大多數公司只是工業4.0 軟硬體系統和設備的使用者，既然無法一步到位，何不等到相關系統設備更成熟再導入？
未來的製造業面貌，是在自動化的基礎上，結合人工智慧、大數據、雲端、物聯網等快速進入各種商業應用的科技，精進至彈性決策、聰明生產的智慧製造。面對全球化的競爭與價值鏈的演進，很多新進企業和創新的商業模式不斷異軍突起，企業如何藉助數位科技提升決策品質，成為卓越經營的決策型企業，將是影響公司獲利和永續成長的關鍵所在。
台灣當務之急，特別是中小企業，應該發展「工業3.5」，作為目前的「工業3.0」和未來的「工業4.0」之間的混合策略，先發展能善用智慧製造系統的人才和能力，先在工業3.0 既有的製造系統環境下，把握目前產業結構轉換的空檔，達成或局部達到工業4.0 三大願景：大數據分析、價值鏈整合和彈性決策能力。這些都是台灣企業，能夠現在就應該在公司內部推動，而且可以在既有基礎上提升的競爭力。
工業3.5 的概念，就像人和智慧機械合作，搭配數位決策大腦的鋼鐵人。工業4.0 用虛實整合系統和機器人取代人的工作，工業3.5 鋼鐵人強化人的機能，以及決策管理能力。更何況，台灣地小人稠，導入更多無人化的系統，只會加速貧富差距和社會不安。
工業3.5 就是另闢蹊徑，更符合台灣產業結構，實現的速度也比工業4.0 快，台灣企業就可以提前「收割」，產業結構升級轉換的利益，並再拉開與新興國家的差距，還可以把台灣產業升級經驗，以及「鋼鐵人」的解決方案，賣給新興市場國家地區，擴大台灣製造的影響力。
管理財數位化，解決人才斷層、企業接班問題
製造是台灣經濟奇蹟的關鍵之一，不管是根留台灣的製造業或是海外台商，能在激烈競爭中存活的企業，多半都是賺「管理財」。然而，這些企業執行少量多樣生產的彈性決策、供應鏈管理與快速量產效率，靠的是勤奮聰明的「人」而非「電腦」，尤其是許多隱形冠軍和中小企業內部，擁有所屬產業的領域專家和老師傅。
然而，台灣製造的相對優勢，正快速消失之中。這些隨著台灣經濟起飛逐步成長的本土人才，以及帶回技術和外商經驗的海歸專家，陸續退休、離職，許多內隱的管理知識和製造智慧，將一起流失；而國際大廠透過工業4.0 推動製造平台化，並從中積極吸納製造端知識，進而強化產業生態系統的掌控，並汰弱留強縮短供應鏈。如果，企業主現在不將自身的製造優勢及管理經驗，數位化並整合，曾經擁有的核心競爭能力，未來就會落入別人手中。
其中，決策是領導的核心、企業經營管理最具挑戰的工作，也是判斷系統是否具備「智能化」的主要特徵。
大數據時代，企業營運環境快速變動，決策過程中的不確定性、時效性、風險、預期結果和執行的變異等因素，組合的複雜程度百倍於以往，企業已難只仰賴領導者和高階主管，憑藉經驗和直覺判斷，即時做出英明的決策。
台積電是全球智慧製造的標竿，「台積電之道」（TSMC Way）1 更被收錄在哈佛大學商學個案。台積電前董事長張忠謀，在接受《天下》雜誌專訪時，曾經秀出三個他最看重的數字當中，「很少人知道」的12 吋晶圓單價。讓人訝異的是，從2007 年至今，線圖有一半時間是往上的，見圖0.1。
前董事長張忠謀接受《天下》專訪時表示，員工工時縮短、但效率提高的原因，就是利用最新的大數據分析技術，讓工程師把時間，花在較具附加價值的分析、判斷，而不是知識金字塔中最低階的資料蒐集工作。
他指出，過去，工程師花很多時間蒐集資訊、向上傳遞，才能做出決策。現在智能化工作可以降低重複的工作量，甚至限制員工加班時數，卻不影響先進製程進度，甚至提高效率的重要原因，就是每個工程師都可以迅速做出決策。
台積電官網上寫著：「台積公司憑著敏捷與智慧生產，持續推動卓越製造。台積公司的敏捷製造整合了供需模型、精實的在製品管理、派工與排程，以提供快速產能提升、較短的製程週期、穩定的生產和準時交貨。這套系統也提供了高度彈性，以快速支援客戶的緊急需求。
台積公司也引進物聯網、智慧化行動裝置和移動式機器人。這些新的應用強化了資料蒐集、良率追蹤、流程效率和物料傳送，以持續精進工廠的生產效率。為落實卓越製造的承諾，台積公司更進一步將自動化生產製造系統結合機器學習技術。機器學習技術將工廠的生產模式，從「自動化」革新為「智能化」，廣泛地應用在排程與派工、人員生產力、機台生產力、製程與機台控制、品質防禦以及機器人控制等方面，從而有效提升生產效率、彈性和品質，同時最大化成本效益，並加速全面創新。」
這些描述正蘊藏著，邁向工業4.0 智慧製造與聰明生產的關鍵，來自持續逾二十年不斷運用工程資料分析、資料挖礦、大數據與人工智慧等工具，優化關鍵決策和組織效率，有效提升經營效益。
數位轉型，人人決策時代
台灣許多企業陸續面臨，二代接班或專業經理人交棒的問題，若決策的心法，只是內隱在少數主管的智慧中，也會讓企業接班變得困難。
傳統的觀念認為，經營者和高階主管是企業的大腦，基層員工是公司的手和腳；決策，是高階主管的事，基層員工只負責執行高層主管的決策即可。以前企業還可以勉強靠著企業主的睿智、彈性和老師傅的經驗因應市場的需求。
然而大數據時代，層級式的組織架構，已經不符合競爭所需，整個組織裡，必須人人都是決策者，才能夠靈敏、快速回應挑戰。每個人每天都快速接收大量資訊，如果所有人都只能層層上報，然後坐等經營階層做決定，之後才奉命行動，勢必喪失先機、處處挨打。現代決策的複雜度和對速度的要求，沒有大數據的蒐集、運算、分析和運用，以及人工智慧和數位決策科技的應用，很難在決策的品質、彈性和速度上勝出。
另一方面，資料不等於資訊更不代表知識，如何要求幕僚，迅速將資料轉化為資訊，再結合決策者的判斷，將其提升為有價值的知識，建立數位大腦，利用它運籌帷幄，再指揮分散各處的相關系統，以快速做出正確決策，這正是企業和國家決勝未來的關鍵。
決策是形而上的智慧，而不只是靠有形的設備。許多人簡化工業4.0 為自動化或無人化，在生產時用機器人取代人力；觀念不正確的結果，讓許多企業寧願花大錢，投資購置軟硬體資訊設備和自動化環境，卻吝於投資開發應用的軟體和培養分析的人才。未能理解智慧製造的關鍵，在決策數位化、智能化。
換言之，在快速變動的環境中，建構數位化的決策模型，可以讓很多資深員工的智慧、隱性的判斷具體化和被留在企業成為核心競爭力。
因此，所有企業的決策流程，都有必要再造，讓每個人都成為決策者，借助大數據分析工具，即時判斷，快速競爭，掌握決策契機，並且借助決策分析工具，避開或即時修正快速和彈性一定會帶來的風險。
產學合作，厚植台灣智慧製造原力
本書作者創設「決策分析研究室」以提升卓越決策（Enabling A ＋ Decisions）為目標，領導研究團隊長期深耕智慧製造、大數據分析和多目標決策理論與技術，二十多年來，持續深入與台灣各個產業領導廠商和中堅企業，進行產學合作研究，提供分析研發服務，每個產業區塊只選一家企業長期合作研究，因而得到合作廠商的信任和信心，不斷更深入挑戰各種難題。
並平行外溢到其他產業領域，跨產業實戰交叉驗證所發展的各種分析方法和技術，進而有機會借調和擔任卓越公司重要策略專案的顧問，深入參與公司的組織管理和旁觀重要策略決策形成的過程，也從中體會企業組織運作和數位轉型的重要。
透過長期累積的產學經驗和產業洞察，作者提出「工業3.5」作為台灣製造戰略，建立台灣製造優勢和管理整合能力為利基，善用人工智慧、大數據分析等技術為破壞性創新，提升資源調度和彈性決策能力，建立開放創新平台以促進產業鏈虛擬垂直整合，相關論述已經在多家中堅企業和隱形冠軍實證取得具體成效。
實施工業3.5 製造戰略的八大重點
台灣企業實施工業3.5 製造戰略和數位轉型，應該注意以下幾個面向，厚植實力：
一、洞察市場變化、滾動式精準預測需求的區間。
二、面對不確定因子，用大數據分析提高能見度，習於在風險下的決策。
三、優化產能組合和彈性調節產能供給，滿足客戶伙伴需求變化。
四、發展先進預知決策與即時機制，預測設備健康與維護保養、提升製造系統排除問題與恢復能力。
五、多變量分析不良品因素、即時回溯並最大化資訊價值，預先現地排除可能的問題。
六、全面有系統地分析各種資源的使用效益，建立永續發展與循環經濟。
七、發展決策型組織，提升組織決策透明度和參與，以提高決策速度和品質。
八、針對不同問題和各種應用，結合老師傅和專家經驗，發展分散式的決策支援系統，增強各個單位的管理決策能力，並建立「數位大腦」，指揮與協調各個分散式決策系統。
本書希望為面臨產業升級和數位轉型挑戰的台灣千千萬萬企業，探究在智慧製造和經營決策的各個環節，最迫切、最棘手的痛點。以協助台灣企業聚焦在關鍵因子，蒐集分析製造大數據，善用最新科技和產學合作研究，厚植「操之在我」的大數據分析、人工智慧和決策技術，並結合領域知識、管理經驗和製造技藝，成為數位化的企業核心能耐，提高競爭門檻，徐圖進取，促進台灣產業生態系統的永續發展。
（本文摘自天下雜誌《工業3.5：台灣企業邁向智慧製造與數位決策的戰略》）
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