工業4.0（Industry 4.0）的概念自2013年漢諾威工業博覽會推出以來，得到了全世界的廣泛認可。工業4.0戰略不僅徹底變革了製造系統和流程，還形成了智慧供應鏈(Intelligent Supply Chain)。但直到最近，國際上有關工業4.0和智慧供應鏈的研究仍不多見，尤其關於智慧供應鏈績效衡量指標的研究還很缺乏。因此，本文以發表在國際期刊的最新研究為借鑒，首先，介紹工業4.0與其三大主題。其次，說明智慧供應鏈有關的新興技術與目前的應用領域。然後，建議並說明工業4.0下的智慧供應鏈績效衡量指標，為提高智慧供應鏈管理的營運績效提供了有效途徑，可作為產業界今後在工業4.0下的智慧供應鏈績效評估的參考。

工業4.0

     工業4.0即是以智慧製造為主導的第四次工業革命。基於工業發展的不同階段，第一次工業革命是18世紀60年代至19世紀中期掀起的通過水力和蒸汽機實現的工廠機械化(蒸汽機時代)；第二次工業革命是19世紀後半期至20世紀初的電力廣泛應用(電氣化時代)；第三次工業革命是20世紀後半期出現的、基於可程式設計邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC）的生產自動化(資訊化時代)；工業4.0則是利用資訊化技術促進產業變革的時代，也就是智慧化時代。

     這個概念最早出現在德國，2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出，其核心目的是為了提高德國工業的競爭力，德國所謂的工業4.0是指利用網絡實體系統/虛實整合系統（Cyber－Physical System, CPS.是一個結合電腦運算以及感測器和致動器的整合控制系統）將生產中的供應、製造、銷售資訊數據化和智慧化，最後達到快速有效的個人化產品供應。工業4.0概念迅速成為德國的另一個標籤，並在全球範圍內引發了新一輪的工業轉型競賽。工業4.0的核心特徵是互聯，本質就是通過數據流動的自動化技術，互聯網技術降低了產銷之間的資訊不對稱，加速兩者之間的相互聯繫和回饋，因此，催生出消費者驅動的商業模式，而工業4.0是實現這一模式關鍵環節。工業4.0代表了互聯網+製造業的智慧生產，孕育大量的新型商業模式，真正能夠實現C2B2C的商業模式。

主要可分為三大主題：

    一是智慧工廠，重點研究智慧化生產系統及過程，以及網路化分散式生產設施的實現。

    二是智慧生產，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

    三是智慧物流，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務匹配而得到物流支援。

     在工業4.0時代，未來製造業的商業模式就是以解決顧客問題為主。所以說，未來製造業將不僅僅進行硬體的銷售，而是通過提供售後服務和其他後續服務，來獲取更多的附加價值，這就是軟性製造，意味著個性化需求、小批量定制製造將成為潮流。企業要在製造過程中盡可能多的增加產品附加價值，拓展更多、更豐富的服務，提出更好、更完善的解決方案，滿足消費者的個性化需求，走彈性製造+個性化訂製的道路。

智慧供應鏈

    工業4.0的主題之一為打造智慧物流，即可視為是建構智慧供應鏈。傳統的供應鏈是一系列離散的、獨立的步驟，包括行銷、產品開發、製造和分銷給客戶，工業4.0可以打破這些步驟中的障礙，形成一個智慧型網路，使整個價值鏈在製造中整合，使供應、製造、營運、物流、行銷和銷售之間的資訊共用，在產品訂製和高級協作生產中創造高度的靈活性，使供應鏈成為一個對所有參與者完全透明的完整生態系統。

    智慧供應鏈是將傳統供應鏈轉變爲數字供應鏈，通過重新塑造各種流程，並將智慧技術注入其中。它把人與流程和事物連接起來，將構成供應鏈的所有實物資產連接到數字模型，以實現和擴展可見性(Visibility,)、 溝通(Communication)、規劃(Planning)、分析( Analysis)、模擬(Simulations)和執行(Execution)，以優化不確定性下的決策。這些流程是根據來自物聯網基礎設施來連接資產和產品而得到了即時輸入和需求，在不同功能之間進行和諧地結合在一起。

    智慧供應鏈透過持續捕捉通過各種製造、運輸、分銷和與這些產品和服務相關的其他資產生成的相關數據，被組合成物理供應鏈的數字模型，再將人工智慧(Artificial Intelligence) 和機器學習(Machine Learning)應用到這個模型中，創造了能作出智慧決策的洞察力。此數字供應鏈模型所得出的智慧洞察力有助於預測潛在問題或機會，有助於預測潛在問題或機會，能靈活地對變化的客戶優先性做出快速反應，或是通過識別瓶頸並快速模擬即時替代方案來提高敏捷性，使得組織能夠以最佳方式回應潛在問題。

    智慧供應鏈是對供應鏈的再創造，是利用已經成熟到實際應用的新興智慧技術，整合了以下多種技術以實現高效運營:

 • 人工智慧/機器學習：將重複的過程自動化，並可以從人類處理和決策中學習。

 • 物聯網(Internet of Things) /物流互聯網(Internet of Logistics)：使商業應用與真實世界互動。

 • 區塊鏈(Blockchain)：在整個價值網絡中分佈協作流程，可信的數字憑證。

 • 大數據(Big data)：廣泛的數據收集分析和智慧。

 • 數據智慧(Data Intelligence)：在新商業模式的數據資產中發現新的價值。

 • 高級分析(Advanced Analytics)：發現數據模式以支援決策和預測未來。

 像以上這些智慧技術藉由自動化和優化整個供應鏈，從設計、製造、資產管理、物流到售後服務，以敏捷的方式在產品、服務和品牌體驗中來傳遞客戶價值。

智慧資產管理

    智慧供應鏈可監控設備的整個生命週期，包含工程、採購、建設、調試、運營、檢查、大修、升級和退役等的資訊收集與數字顯示，接收有關操作的反饋資訊，這樣就可以在問題變得嚴重之前發現問題，來進行設備的即時服務，讓資產生產效率最大化、安全操作和降低成本。

製造計劃與調度

    智慧供應鏈可以讓有價值的數據可藉由傳感器來連結產品與生產過程中的工作中心，以提高資產使用效率，並向生產調度和計劃人員提供即時反饋，來改善製造計劃和流程調度，當生產線上出現問題時，這種方式提高了計劃的準確性和對備選方案的即時模擬。

預見性維護

     數位化雙胞胎（Digital Twins）是指以數位元化方式拷貝一個物理物件、流程、人、地方、系統和設備等。最早由用於航空飛行器的維護與保障，首先在網際空間建立真實飛行器的模型，並通過感測器實現與真實飛行器狀態完全同步，這樣每次飛行後，根據現有情況和過往載荷，即時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。

     智慧供應鏈可讓機器學習與數位化雙胞胎模型相結合，可以在故障模式對設備性能的影響變得明顯之前，通過預測和異常檢測演算法檢測出故障模式，這爲預測性和規範性措施提供了更長的前置時間，以避免昂貴的停機損失。

倉庫與工廠自動化

     增強現實（Augmented Reality，AR），也被稱為擴增現實，是促使真實世界資訊和虛擬世界資訊內容之間綜合在一起的技術，其將原本在現實世界的空間範圍中比較難以進行體驗的實體資訊在電腦基礎上，將虛擬資訊內容在真實世界中加以有效應用，並且能夠被人類感官所感知。例如：可幫助消費者通過該軟體直觀地看到不同的傢俱放置在家中的效果，從而方便選擇。或是模仿裝配情況或日常維護、拆裝等工作，在虛擬中學習，減少了製造浪費以及對人才培訓的成本，以提高效率。

     智慧供應鏈正在改變傳統倉庫、零售商、消費者和員工的遊戲規則。在挑選和包裝過程中使用AR簡化和優化了倉儲活動，提高了效率，並縮短了從貨架到發貨的時間。再加上使用機器人進行運輸操作的自動化，這些技術能夠縮短運輸時間，並遵守對客戶的承諾。此外還可以整合倉庫中的無人搬運車(Automated Guided Vehicle, AGV)與企業資源規劃ERP和製造執行系統MES軟體，製造商可以更好地管理庫存水準，提高準時交貨。這確保了材料在正確的時間交付到生產和操作之間，以確保最小的時間損失，使得未來的24小時自動化工廠成爲可能。

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