ERP與工業4.0 – CPS設備智能化
工業4.0就只是自動化設備與資訊技術進化及企業流程整合的成本效益考量等議題而已嗎？
工業4.0與CPS
一般談及工業4.0時總脫離不了 CPS、IoT(Internet of Things)、M2M (Machine to Machine) 、Smart Factory智慧工廠、Big Data大數據、…等相關議題，其中CPS (Cyber Physical System) 則是關鍵的基礎核心。
工業3.0意指自1970年代開始的生產設備自動化浪潮，工業4.0則是從自動化進化到智動化(autonomous automation自主自動化)，意即機器擁有智能，機器設備具有智能則意謂著機器具備了獨立的知識、溝通與決策能力，另一層次的意涵則是機器開始從人類控制的工具跳升為夥伴關係了(此議題牽涉組織階層、權責、關係…等經濟、社會、甚至是法律相關範疇，留待下次討論)。
Ps : 工業1.0是指瓦特發明蒸汽機的工業革命時代，工業2.0則是電力在生產製造的應用。
自工業3.0的時代開始，伴隨著IT資訊科技技術的演進，工廠生產線上的自動化設備透過製造執行系統MES (Manufacturing Execution System) 或是工站/車間控制系統SFC (Shop Floor Control) 串聯到ERP或MRPII系統，達成資料(data)連接、交換 (此處使用『資料交換』而非『資訊溝通』，意謂工業3.0的自動化設備不具智能，而只是單純受控制無思維的工具而已) 的目的。工業3.0的自動化設備是完全被控制與聽命行事的機器，接收命令並回報執行狀況與結果，而工業4.0的智能設備—物理資訊系統CPS (Cyber Physical System ; 另譯為『虛實整合系統』或『網宇實體系統』) 則在某個程度上可以或必須自己做決策(e.g. 工具需求、作業方式、時程安排、工作及保養時間、是否接受某些規格或需求的工單、…等等)，工業3.0的生產管理製造執行面的協調與決策交由MES或SFC系統負責，並連結及控制自動化設備來執行作業，工業4.0的CPS設備則是在接收工作需求或指令後，自行決定製造作業執行相關事宜，這其中相關知識的範圍、溝通的方式、決策的程度…等，則是CPS設備智能設計層次的取捨，這會是工業4.0的一個關於權責邊界的議題，不過，可預見的未來我們可能還無須為此困擾。
Ps : 自動化設備是被控制，無法自行決策的機器，而智能化設備CPS則是被賦予某種程度的決策自主權，至少在某個領域或範疇內的專業知識上，例如，現在有很多具備IoT的設備能夠記錄使用狀況，並連網上傳訊息到供應廠商的雲端系統，以便系統可以安排是否需要維護…等，目前IoT設備是否可以自動連網上傳狀況資訊到廠商雲端，是由人來設定或決定的，未來是否授權機器自我判斷是否請求維修服務及時程？
MES – SFC 或是 CyProS / CPPS？
而當CPS設備有了專業知識與決策能力，工廠內有各種功能用途的眾多CPS設備，那麼CPS之間的工作安排與衝突協調應該由誰(哪個系統)負責？是否該建立CPS世界(Cyber Space)的層級組織？ 這跟傳統工廠內作業人員的組織架構與管理問題雷同，也許在更遠的未來，我們會碰到是否應該讓個別CPS具備群組意識及管理思維…等議題。 但在此之前，對於工業4.0的智能工廠而言，CPS生產系統CyProS / CPPS ( Cyber Physical Production System ) 也許可以扮演好管理與協調的角色，而個別CPS則扮演好單獨個體的工作職責即可。
接者我們則要思考工業4.0的時代，ERP系統依舊需要透過MES來實踐智慧製造的願景，還是可能直接與CPPS整合？ 也就是在工業3.0時代的MES系統往後會如何演化，扮演其在工業4.0的角色？ 亦或可能毫無角色可扮演而退場？ 當然，這得要看CPPS系統如何發展，以及ERP如何進化。或者，MES變身為CPPS系統，而把部分功用交給ERP系統，亦或者MES的功用被ERP與CPPS完全瓜分掉，而無生存空間 (如同現在一些ERP系統已經不透過MES介面，而直接連接SFC系統來管控製造現場，甚至將一些必要的MES系統功能整合進ERP系統)。 但無論如何，工業4.0的時代ERP需要更有彈性的整合能力，以及更大的架構把PDM、CRM、MES、CPPS、…等系統整合進來，當然也就更需要更強的SOA (Service-Oriented Architecture) 架構，以適應各式各樣的CPPS系統與CPS產業設備。
J.L. March Lee (引述本文內容, 請以本網站訪客留言,取得作者同意)
