工業4.0：結合物聯網與大數據的第四次工業革命

後工業時代顛覆全球製造業的思維，
結合物聯網、雲端、大數據與智慧製造，
形成人類的第四波工業革命，
開啟未來的工業模式與工作模式。
你準備好迎接它了嗎？

德國率先提出「工業 4.0」發展計畫之後，
成為世所矚目的焦點。
日本和南韓，甚至中國，也紛紛推出類似的智慧製造推動計畫。
繼蒸汽機革命、電力革命和數位化革命之後，
第四次工業革命來臨了嗎？
透過大數據、智慧化、移動、雲端運算及物聯網等新興科技的應用，
這一波的工業革命將達到人力、生產製造與系統及服務的翻轉與提升。
隨著工業4.0而來的技術創新，
必將對未來的工作世界產生巨大的影響。
置身21世紀的你，不能不知道。

本書特色
※了解趨勢，跟上時代
不論你是雇主或勞工，你必須跟上時代趨勢，避免被新技術淘汰。
※培養能力，加強競爭力
如果你是勞工，你必須了解新的工作模式，培養工作環境所需的學習能力。
※面對未來，制定策略
如果你是企業主或經理人，你必須面對產業模式的轉型，才能站上這波浪潮。

編者簡介
阿爾馮斯．波特霍夫 (AIfons Botthof)
在軟體開發及通訊電子領域經驗豐富， 1988年起任職於VDI/VDE創新技術公司，主要研究對資訊和通訊技術及其應用創新，特別鑽研精密技術及系統技術、系統集成、物聯網、自主系統。
波特霍夫負責德國經濟能源署主導的「工業4.0時代機械自動化」科技項目的相關研究，並全程參與政府「工業4.0」項目的實施及推廣。

恩斯特．安德雷亞斯．哈特曼 (Ernst Andreas Hartmann)
1995年在自德國亞琛工業大學獲得心理學博士學位，主要研究工業領域人機系統架構及組織結構心理學問題。2004年起，哈特曼擔任VDI/VDE創新技術公司社會及經濟部部長，2007年起，同時成為該公司創新及技術研究所（iit）所長。

前言

第1章 工業4.0時代到來，我們應該怎麼辦？
自動化及工業4.0時代的工作未來
工業4.0時代下的工作形態：過去的輝煌與未來的挑戰

第2章 工業4.0時代，企業中勞動者的角色及地位的變化
工業4.0背景下的工作——應用工作學協會的預期
未來的自動化之路

第3章 工業4.0時代，工業領域的機遇與挑戰
另闢蹊徑走向工業4.0——機遇與限制
機器人協同工作———願景及現實　
工業4.0時代的好工作
工作4.0時代技術發展及其應用
學習型工廠對工業4.0的意義

第4章 工業4.0的研發議題及發展戰略
生產工作的發展前景
創新需要能人借助虛擬工程開創新的工作文化
逃離諷刺通往嚴肅的自動化之路

第5章 工業4.0的未來前景
勞工分配和人機交互領域間的工作系統構建
工業4.0時代的工作導向———新視角及待解決問題

工業4.0 時代，未來工作的展望

▼工業4.0—工作競爭力的機遇
德國信息產業、電信和新媒體協會（BITKOM）、德國機械設備製造業聯合
會（VDMA）、德國電子電氣製造商協會（ZVEI）三個工業協會相互合作，
組建「工業4.0 工作組」，制定「面向未來的工業4.0」項目實施建議。項目
參與者的目標是，積極參與工業4.0 的發展（工業4.0 是不是第四次工業革命或者工業的近一步進化，並不是重點）從而強化德國的經濟地位。工業4.0
的核心元素是多種資訊物理系統共同作用的「智慧工廠」願景圖。

簡單來說，資訊物理系統將把生產、物流、工程、管理以及互聯網服務等多
種流程結合起來。通過感測器，系統收集獨立的資料，通過數位服務進行資
料交換，並有能力基於已處理過的資料開始作業，相互自主控制。加上勞動
者發揮其創新潛力，各工業流程從根本上得到優化。除了許多其他的作用以
外，工業4.0 還協助應對當下人口變遷帶來的挑戰。

尤其是通過資訊物理系統中的協助系統，可使工作強度降低、所需人工適當。
對於缺乏專業人士的重要問題，通過協助系統可使有經驗員工的生產率作用
時間更長。機械設備承擔單調或者繁重的工作，而人工則負責創新、創造價
值的工作，由此長期提高效率。但這並不意味著，企業員工以後僅負責創新
工作。只不過員工須完成的造成（身體或精神上）負累的工作量減少。
另外，簡單的工作繼續存在，並且希望通過工業4.0，這些簡單的工作可以創
造更高的價值。如此一來，可以保證不同難度的工作依舊具有競爭力，而德
國的競爭力也因此保持。

首先，一個具有競爭力的工作需要一個靈活的工作組織機構。通過該機構，員工可以將工作、私生活以及培訓更好的結合起來，以平衡工作與家庭之間
的關係。
提出執行建議的作者也指出，其他國家也意識到工業生產可利用物聯網及服
務互聯網化的趨勢。

為了保持並進一步加強競爭力，須盡力實踐願景。競爭力問題不僅取決於工
業4.0 時代的技術或組織構架，而是將它們在企業中實踐，實現以更低的成
本、更高的效率完成更多的產量。出於對投入的擔憂、產出的不確定，企業
對工業4.0 踟躕不前。為了解除疑惑，需在不同的工業領域實施見效快的解
決方案。應用資訊物理系統的智慧工廠展示出未來維持德國工作競爭力的發
展路線，尤其是在鋼鐵、電器領域，應用涉及面廣的客戶，供應商場戰略以
及高效生產系統構架。

▼工會對工業4.0 的理解
工業工會，尤其是德國金屬工業工會，將工業4.0 視為工業發展的新階段，同時提到新型聯網方式帶來的人機介面（接口）新理念。這種發展帶來對新型工作組織結構、新工位元形態的需求。專業技能也將逐步失去其價值。

「以工具製造為例，現在還有很多受過傳統教育的勞動者從業，他們熟識機械、甚至機電技術。但是很少人懂得軟體或者資訊技術。這不僅是生產的問題，在研發、服務、銷售、物流等各個部門從業的技工及工程師身上，這個問題也越發突出。」但是，霍夫曼也看到了這個發展趨勢所帶來的機遇：企業不斷受到有效利用資源、持續創新流程的壓力，而這兩點都要通過將勞動者融入進來，給他們更大的發揮空間來實現。

在一次與特魯姆夫機械製造股份公司（Trumpf AG）人力資源部總負責人史蒂芬˙ 瑞格勒斯基（Stefan Gryglewski）的對話中，霍夫曼也強調了工業4.0帶來的機遇。「通過技術以及分散控制原則，一些勞動力得到了解放。無論是對與年齡相關的工作、培訓過的小組工作、還是新型（有益於勞動者的）人機交流上。」

▼智慧工廠—培訓新要求
對於康斯坦斯˙ 庫爾茨（Constanze Kurz，德國工業工會董事會「工作的未來」部門部長）來說，工業4.0 意味著應用於智慧工廠生產的新邏輯與品質。

「智慧產品（以及／或者智慧載物工具與無人駕駛運輸工具）在生產系統中擔任自主角色。它們與機器、工人以及其他系統元件（如生產控制技術）進行交流，以一個自主的非人工生產要素完成其任務、參與控制生產流程。」

此外，智慧產品、機器、生產資料之間可以自主進行資訊交換，並即時相互監控。雖然這一切還未直接實現，但很多技術已經可行。庫爾茨也看到了即將到來的工業新時代，也對勞動者在工業4.0 系統中的位置提出疑問。

她認為，勞動者並非消失，而是扮演其他的角色。勞動者既包括在生產領域、又包括在研發部門從業的人員。「具體來說：學徒、專業工人、工程師、技工以及商務人員需要面對複雜度、問題解決難度、學習能力，尤其是靈活度要求顯著提高。這就需要增加概覽性的知識，深入理解眾人之間的合作。」

在聯網不斷擴展的背景下，不僅是專業能力，社交以及跨專業能力也十分重要。簡言之：由於生產技術、自動化技術以及軟體的共同發展，更多的工作將在一個技術化、組織化、社交化、廣泛化以及靈活化的情景下完成。」

提及培訓要求，先要對生產工作進行「再次培訓」，因為勞動者將擔任問題解決人以及決策人的角色。這也就啟發了隨著自主責任擴大，工作、合作以及參與治理的提高而帶來的工作關聯。庫爾茨也強調了發展的矛盾性，因為隨著IT 技術的不斷擴張與融入，「可以進一步減少工業製造流程中簡單的、人工的作業。」但是，在製造上減少的工位是否能通過規劃及服務領域彌補，還不得而知。因為並不排除發展成為數位化的新型泰勒主義4.0。庫爾茨認為這種發展不能正常運作，因為高度複雜的問題需要人類的參與。此處便出現了「自動化的諷刺」問題（「工業流程的自動化可能給人工作業帶來更多問題，而非減少問題」），並急需創新的工作組織方案。

庫爾茨認為，方案應該促進學習，而分散式自主管理（包括廣泛的工作任務、靈活度高的措施以及緊密合作）實現整體增值鏈上人工與／或機械作業系統的交流及互動。為此，需要思考如何將合作式學習及工作流程加入原來的職能與部門結構並固化下來。

庫爾茨還認為，通過工業4.0 將再一次突出終身學習這個主題。相應地，也應開發出貼近工位的、全面的培訓措施，用於包括工程師在內的所有從業者。術語「創新型工作政策」作為20 世紀80 年代新生產理念的延續，其含義如下：
基於自主的、擴展式形態構造方式，輔助以績效規則，允許員工更多參與，
企業更民主。