工業(yè)4.0的概念源自德國(guó)政府2011年的計(jì)劃，鼓勵(lì)德國(guó)制造商數(shù)字化制造流程，以提高在全球的競(jìng)爭(zhēng)力。2015年中國(guó)亦不落人后推出“中國(guó)制造2025”，也是為了提高競(jìng)爭(zhēng)力而推動(dòng)制造升級(jí)。美國(guó)智能制造則集結(jié)各種新興科技，以數(shù)字通訊和高性能計(jì)算機(jī)處理為主，關(guān)鍵在于軟件。

世界各國(guó)為了提高競(jìng)爭(zhēng)力而推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)。

據(jù)Design News報(bào)導(dǎo)，高級(jí)制造技術(shù)蓬勃發(fā)展，值得大家注意，包括網(wǎng)宇實(shí)體系統(tǒng)(CPS)、大數(shù)據(jù)、高級(jí)機(jī)器人、協(xié)作型機(jī)器人、虛擬工廠、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器對(duì)機(jī)器通訊(M2M)、積層制造和數(shù)字分身(Digital Twins)。

首先是網(wǎng)宇實(shí)體系統(tǒng)(Cyber-Physical System; CPS)。這整合資產(chǎn)管理、資產(chǎn)組態(tài)和生產(chǎn)力分析，CPS所提供的數(shù)據(jù)讓用戶明白連網(wǎng)資產(chǎn)的狀態(tài)，同時(shí)通報(bào)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。若CPS進(jìn)一步結(jié)合工程和運(yùn)算，可分析制造流程，促進(jìn)優(yōu)化和效率，以及分析設(shè)備是否健全。

其次是大數(shù)據(jù)。這應(yīng)用到制造業(yè)上，可善用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和分析，逐漸淘汰預(yù)防性維護(hù)(preventive maintenance)，以預(yù)測(cè)性維護(hù)(predictive maintenance)取而代之，趁機(jī)器故障前發(fā)現(xiàn)問題并發(fā)出預(yù)警。大數(shù)據(jù)亦可用來分析和調(diào)整生產(chǎn)流程，以提高制造速度和產(chǎn)出，減少浪費(fèi)和瑕疵，把能源消耗量降到最低。

第三是高級(jí)機(jī)器人。制造機(jī)器人的角色日趨專業(yè)化，有的專門加工食品，有的專門檢查肉眼看不見的瑕疵，有的負(fù)責(zé)包裝。機(jī)器人夾爪不僅可拿取重物，亦可小心對(duì)待雞蛋等易碎物品。

第四是協(xié)作型機(jī)器人，專門跟人類在生產(chǎn)線并肩工作，生產(chǎn)線會(huì)利用協(xié)作型機(jī)器人的雙臂來抬舉和移動(dòng)重物。

第五是虛擬工廠，以計(jì)算機(jī)模型仿真最佳組織狀態(tài)，不僅適用于單一生產(chǎn)線，亦可套用到同一家企業(yè)的全球廠房。虛擬工廠模型亦有教學(xué)功能，可協(xié)助企業(yè)培訓(xùn)員工有效率的操作工作站。

第六是物聯(lián)網(wǎng)，包括用來監(jiān)控工廠資產(chǎn)，監(jiān)控廠內(nèi)營(yíng)運(yùn)效率和進(jìn)行優(yōu)化，以及收集現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)數(shù)據(jù)。部分汽車制造商甚至?xí)O(jiān)控售后的產(chǎn)品，掌握其使用狀況和追蹤產(chǎn)品問題。

第七是機(jī)器學(xué)習(xí)，以算法來監(jiān)控和優(yōu)化工廠營(yíng)運(yùn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)亦可善用從工廠收集的數(shù)據(jù)，透過產(chǎn)品設(shè)計(jì)來優(yōu)化制造流程。

第八是M2M通訊。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、供貨商、工廠營(yíng)運(yùn)、設(shè)備維護(hù)到消費(fèi)者都充分連網(wǎng)，各個(gè)環(huán)節(jié)皆可得知生產(chǎn)狀況、存貨量、成品和出貨情況。

第九是積層制造，又稱為3D打印。隨著3D打印速度加快，打印材料日益普及，制造業(yè)開始借助積層制造來少量生產(chǎn)，完成客制化商品。

第十是數(shù)字分身。數(shù)字分身是指某種實(shí)體物品或系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)軟件模式，借助傳感器所取得的數(shù)據(jù)有助于了解物品或系統(tǒng)的狀態(tài)、因應(yīng)改變、改善營(yíng)運(yùn)，并提升價(jià)值。