數碼新秩序

2020-02-28Photo: 圖片由作者提供

【危中有機】新型肺炎加速新一波「智慧製造」發展，引發第四次工業革命？

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　　受到新型冠狀肺炎病毒（武漢肺炎）的衝擊，全國工廠復工率不足，中國製造業供應鏈正陷入斷裂危機，同時亦凸顯傳統工廠的勞動力驅動模式是何等脆弱。面對如此龐大的勞動力缺口，「無人化」的智慧製造（Smart Manufacturing）或許是解決良方。這個嶄新的製造模式源自德國政府2011年提出的高科技計劃「工業4.0（Industry 4.0）」，意指「第四次工業革命」。

　　綜觀人類歷史上發生的三次工業革命：蒸汽機的發明，以蒸汽動力突破人力和獸力的限制，引領人類進入機械化生產時代，帶來第一次工業革命；電力的出現，機器使用電力作動力來源，實現規模化批量生產，引發第二次工業革命；電腦的誕生，減低人為操作帶來的影響，帶引製造業跨入自動化生產年代，促成第三次工業革命，又稱為「數碼革命」或「資訊革命」。近年來，隨著AI人工智能與IoT物聯網的蓬勃發展，全自動化、彈性化與自我優化的「智慧製造」模式應運而生，大幅提高生產資源效率，萌生第四次工業革命。

　　第四次工業革命可說是在數碼革命的基礎上發展起來：與過去相比，感測器的體積變小了、性能改善了、成本亦降低了；同時，5G的降臨，提供頻寬速率更高、延遲時差更少的網絡覆蓋。因此，5G物聯網能夠即時蒐集從感測器而來的數據，反饋到雲端人工智能進行分析，一瞬間便可得出分析結果，隨即向工業機械人發出相關指令，執行對應行動。以日本汽車零件廠Hirotec為例，該公司採用AI和物聯網進行系統檢測，令檢測時間縮短100%，免去人手檢測期間停機造成的每秒361美元（約4,900港元）經濟損失。

　　當然，智慧製造的應用不止於此。西門子（Siemens）設於德國安貝格（Amberg）的智慧工廠，從2013年啟用至今，從未增聘人手或擴建廠房，惟年均產能卻可由78萬件產品成長逾10倍，及至2019年已能產出逾1,100萬件，同時產品質量合格率更高達99.9985%，因而被視為工業4.0的先驅工廠。

西門子安貝格工廠內每款產品皆有屬於自己的「身份證」，載列逾百條資訊，包括產自哪條生產線、所用材料等。（圖片來源：西門子官網）

　　在安貝格廠房裏，電腦搭配生產設備能夠自主處理四分之三的生產工序，餘下四分一工作才需由員工完成。為求收集準確的生產數據，工廠內每件產品均擁有獨一無二的「產品身份證」，用作識別由哪條生產線製造、生產材料，以及當時生產環境條件等，每日可生成並儲存約5,000萬筆生產數據。

　　這些數據正是工業4.0的價值所在。採集到足夠數據後，便可利用電腦創建一個立體的工廠模型，在虛擬空間內重現真實工廠的實時情況，這正是「數碼分身（Digital Twin）」技術。虛擬工廠模型能夠反映真實工廠的即時生產狀態和環境數據，讓員工以直觀方式監控生產線運作。

「Digital Twin」數碼分身平台可在虛擬空間內反映真實工廠的實時現況，令生產線運作狀態變得一目了然。（圖片來源：西門子官網）

　　譬如說，員工發現某款產品的組裝效率低於預期，分析數據後發現，機械手臂在抓取控制板時會產生晃動，引致組裝效率降低。這時候，員工可在數位分身平台上不斷調整虛擬機械手臂的長度或轉速，嘗試找出最適合的設定組合。如此一來，員工就可在安全環境中，以極低成本進行測試和修改，進而改善生產流程，提高工廠營運效率。因此，安貝格工廠可在無需擴充人手的情況下，持續提升產能。

　　國際市調機構Gartner指出，在武漢肺炎持續蔓延下，中國已有逾80個城市實施封城或半封閉式管理，使交通物流陷入癱瘓，加上疫情的不確定性，令工人不願返回廠區，造成勞動力急降至少20%。這樣除會引發生產線加速外移外，更會帶動新一波智慧製造再起。

　　製造業者要將生產線移出中國，不是遷至低成本國家（如越南、印度等），就是搬到高科技地區（如台灣、美國等）。後者的勞動人口既比中國為少，員工薪金也比中國為高，故此當地廠房較適合採用智慧製造的營運模式。另外，今次疫情爆發亦凸顯全球製造業供應鏈面對黑天鵝效應事件時，是如何不堪一擊，所以不少企業考慮盡早部署智慧製造，以降低對員工的依賴。

　　不過，這是否意味著工廠員工將會被機器完全取代？答案當然不是！以安貝格智慧工廠而論，仍需要有1,000多名員工在廠內工作，只是他們的角色從生產者升級到管理者，負責監控與維護生產線的正常運作。工業4.0的真正目的是，不只是提升工廠產能，更是要把員工從複雜而單調的工作中解放出來，將心力投放在創意發想和創新發明，進而開發和設計出更多高品質、高附加價值的產品。