积体电路张忠谋：为什么台湾企业适合「工业3.5」

最适合台湾企业的 智慧製造路径：工业3.5

生产方式与商业模式推动产业革命和社会变迁。人工智慧、大数据、物联网、机器人、5G、云端等科技的飞快进步，製造升级转型的工业革命已经在进行中。在市场面，消费者需求日益个人化、产品生命週期缩短；在供给面，科技加速进步、研发资本投入高，产能建置投资高，不进则退赢家全拿，财务风险愈来愈高；对社会的影响上，人口老化、劳动力减少，接班交棒不易；另一方面，愈来愈多工作机会，因为工业自动化、智能化而消失，年轻人和弱势族群，也不容易找到好的工作，加大贫富差距与世代差异。

世界各国均提出自己的製造战略，德国的工业4.0、美国的先进製造、中国製造2025，争夺新一代製造业的科技规格主导权、製造平台化的寡占权和先进製造业的霸权。大国竞合而对智慧製造技术的输出限制和智财保护，也增加台湾企业自主研发的重要性。

工业4.0，大国争夺製造主导地位的战略

工业4.0 强调，整个价值链的虚实整合，机联网让所有的设备连在一起，都使用同样的通讯协定（Protocol），就像所有的人都会说德语，就更容易一起沟通，甚至能让上游供应链厂商的设备连在同一个製造平台上，建立虚实整合系统（Cyber-Physical System），以达到资讯共享、即时决策，提高彼此的配合度，让上下游的供给与需求能够配合无间，提高产业链的整体营运效益。

随著产业价值链，因为工业革命而即将重构，跨国企业提升设备智慧化和联网能力，藉助云、网、端等资通讯技术，日益强化对供应链上、下、游厂商的资讯穿透和掌控能力，并逐步推动其「製造平台化」的策略。设备原厂不再只是卖硬体设备，还能以内建的软体，卖透过网路定期更新收费和升级改版的服务，甚至根据使用量来收费。

机联网只是工具目标，透过工业互联网让供应链不同厂区的机台，使用可以彼此沟通的电子资料交换和通讯协定，让各个环节每天产生的海量数据，能完整地保留、蒐集，并经由系统化地分析，变成有用的资讯，进而根据资讯进行聪明决策，优化资源运用组合，精淮智慧生产，将企业营运的效益最大化。换言之，大数据和AI 是工业4.0 的驱动技术之一，数位决策的品质和速度，才是工业4.0 的关键。

工业3.5 破坏性创新，打造台湾智慧製造战略

台湾产业应该升级转型，但台湾工业基础无法与先进国家并驾齐驱，软体工业也不够强，大多数公司只是工业4.0 软硬体系统和设备的使用者，既然无法一步到位，何不等到相关系统设备更成熟再导入？

未来的製造业面貌，是在自动化的基础上，结合人工智慧、大数据、云端、物联网等快速进入各种商业应用的科技，精进至弹性决策、聪明生产的智慧製造。面对全球化的竞争与价值链的演进，很多新进企业和创新的商业模式不断异军突起，企业如何藉助数位科技提升决策品质，成为卓越经营的决策型企业，将是影响公司获利和永续成长的关键所在。

台湾当务之急，特别是中小企业，应该发展「工业3.5」，作为目前的「工业3.0」和未来的「工业4.0」之间的混合策略，先发展能善用智慧製造系统的人才和能力，先在工业3.0 既有的製造系统环境下，把握目前产业结构转换的空档，达成或局部达到工业4.0 三大愿景：大数据分析、价值链整合和弹性决策能力。这些都是台湾企业，能够现在就应该在公司内部推动，而且可以在既有基础上提升的竞争力。

工业3.5 的概念，就像人和智慧机械合作，搭配数位决策大脑的钢铁人。工业4.0 用虚实整合系统和机器人取代人的工作，工业3.5 钢铁人强化人的机能，以及决策管理能力。更何况，台湾地小人稠，导入更多无人化的系统，只会加速贫富差距和社会不安。

工业3.5 就是另闢蹊径，更符合台湾产业结构，实现的速度也比工业4.0 快，台湾企业就可以提前「收割」，产业结构升级转换的利益，并再拉开与新兴国家的差距，还可以把台湾产业升级经验，以及「钢铁人」的解决方案，卖给新兴市场国家地区，扩大台湾製造的影响力。

管理财数位化，解决人才断层、企业接班问题

製造是台湾经济奇蹟的关键之一，不管是根留台湾的製造业或是海外台商，能在激烈竞争中存活的企业，多半都是赚「管理财」。然而，这些企业执行少量多样生产的弹性决策、供应链管理与快速量产效率，靠的是勤奋聪明的「人」而非「电脑」，尤其是许多隐形冠军和中小企业内部，拥有所属产业的领域专家和老师傅。

然而，台湾製造的相对优势，正快速消失之中。这些随著台湾经济起飞逐步成长的本土人才，以及带回技术和外商经验的海归专家，陆续退休、离职，许多内隐的管理知识和製造智慧，将一起流失；而国际大厂透过工业4.0 推动製造平台化，并从中积极吸纳製造端知识，进而强化产业生态系统的掌控，并汰弱留强缩短供应链。如果，企业主现在不将自身的製造优势及管理经验，数位化并整合，曾经拥有的核心竞争能力，未来就会落入别人手中。

其中，决策是领导的核心、企业经营管理最具挑战的工作，也是判断系统是否具备「智能化」的主要特徵。

大数据时代，企业营运环境快速变动，决策过程中的不确定性、时效性、风险、预期结果和执行的变异等因素，组合的複杂程度百倍于以往，企业已难只仰赖领导者和高阶主管，凭藉经验和直觉判断，即时做出英明的决策。

台积电是全球智慧製造的标竿，「台积电之道」（TSMC Way）1 更被收录在哈佛大学商学个案。台积电前董事长张忠谋，在接受《天下》杂志专访时，曾经秀出三个他最看重的数字当中，「很少人知道」的12 吋晶圆单价。让人讶异的是，从2007 年至今，线图有一半时间是往上的，见图0.1。

前董事长张忠谋接受《天下》专访时表示，员工工时缩短、但效率提高的原因，就是利用最新的大数据分析技术，让工程师把时间，花在较具附加价值的分析、判断，而不是知识金字塔中最低阶的资料蒐集工作。

他指出，过去，工程师花很多时间蒐集资讯、向上传递，才能做出决策。现在智能化工作可以降低重複的工作量，甚至限制员工加班时数，却不影响先进製程进度，甚至提高效率的重要原因，就是每个工程师都可以迅速做出决策。

台积电官网上写著：「台积公司凭著敏捷与智慧生产，持续推动卓越製造。台积公司的敏捷製造整合了供需模型、精实的在製品管理、派工与排程，以提供快速产能提升、较短的製程週期、稳定的生产和淮时交货。这套系统也提供了高度弹性，以快速支援客户的紧急需求。

台积公司也引进物联网、智慧化行动装置和移动式机器人。这些新的应用强化了资料蒐集、良率追踪、流程效率和物料传送，以持续精进工厂的生产效率。为落实卓越製造的承诺，台积公司更进一步将自动化生产製造系统结合机器学习技术。机器学习技术将工厂的生产模式，从「自动化」革新为「智能化」，广泛地应用在排程与派工、人员生产力、机台生产力、製程与机台控制、品质防御以及机器人控制等方面，从而有效提升生产效率、弹性和品质，同时最大化成本效益，并加速全面创新。」

这些描述正蕴藏著，迈向工业4.0 智慧製造与聪明生产的关键，来自持续逾二十年不断运用工程资料分析、资料挖矿、大数据与人工智慧等工具，优化关键决策和组织效率，有效提升经营效益。

数位转型，人人决策时代

台湾许多企业陆续面临，二代接班或专业经理人交棒的问题，若决策的心法，只是内隐在少数主管的智慧中，也会让企业接班变得困难。

传统的观念认为，经营者和高阶主管是企业的大脑，基层员工是公司的手和脚；决策，是高阶主管的事，基层员工只负责执行高层主管的决策即可。以前企业还可以勉强靠著企业主的睿智、弹性和老师傅的经验因应市场的需求。

然而大数据时代，层级式的组织架构，已经不符合竞争所需，整个组织裡，必须人人都是决策者，才能够灵敏、快速回应挑战。每个人每天都快速接收大量资讯，如果所有人都只能层层上报，然后坐等经营阶层做决定，之后才奉命行动，势必丧失先机、处处挨打。现代决策的複杂度和对速度的要求，没有大数据的蒐集、运算、分析和运用，以及人工智慧和数位决策科技的应用，很难在决策的品质、弹性和速度上胜出。

另一方面，资料不等于资讯更不代表知识，如何要求幕僚，迅速将资料转化为资讯，再结合决策者的判断，将其提升为有价值的知识，建立数位大脑，利用它运筹帷幄，再指挥分散各处的相关系统，以快速做出正确决策，这正是企业和国家决胜未来的关键。

决策是形而上的智慧，而不只是靠有形的设备。许多人简化工业4.0 为自动化或无人化，在生产时用机器人取代人力；观念不正确的结果，让许多企业宁愿花大钱，投资购置软硬体资讯设备和自动化环境，却吝于投资开发应用的软体和培养分析的人才。未能理解智慧製造的关键，在决策数位化、智能化。

换言之，在快速变动的环境中，建构数位化的决策模型，可以让很多资深员工的智慧、隐性的判断具体化和被留在企业成为核心竞争力。

因此，所有企业的决策流程，都有必要再造，让每个人都成为决策者，借助大数据分析工具，即时判断，快速竞争，掌握决策契机，并且借助决策分析工具，避开或即时修正快速和弹性一定会带来的风险。

产学合作，厚植台湾智慧製造原力

本书作者创设「决策分析研究室」以提升卓越决策（Enabling A ＋ Decisions）为目标，领导研究团队长期深耕智慧製造、大数据分析和多目标决策理论与技术，二十多年来，持续深入与台湾各个产业领导厂商和中坚企业，进行产学合作研究，提供分析研发服务，每个产业区块只选一家企业长期合作研究，因而得到合作厂商的信任和信心，不断更深入挑战各种难题。

并平行外溢到其他产业领域，跨产业实战交叉验证所发展的各种分析方法和技术，进而有机会借调和担任卓越公司重要策略专案的顾问，深入参与公司的组织管理和旁观重要策略决策形成的过程，也从中体会企业组织运作和数位转型的重要。

透过长期累积的产学经验和产业洞察，作者提出「工业3.5」作为台湾製造战略，建立台湾製造优势和管理整合能力为利基，善用人工智慧、大数据分析等技术为破坏性创新，提升资源调度和弹性决策能力，建立开放创新平台以促进产业链虚拟垂直整合，相关论述已经在多家中坚企业和隐形冠军实证取得具体成效。

实施工业3.5 製造战略的八大重点

台湾企业实施工业3.5 製造战略和数位转型，应该注意以下几个面向，厚植实力：

一、洞察市场变化、滚动式精淮预测需求的区间。

二、面对不确定因子，用大数据分析提高能见度，习于在风险下的决策。

三、优化产能组合和弹性调节产能供给，满足客户伙伴需求变化。

四、发展先进预知决策与即时机制，预测设备健康与维护保养、提升製造系统排除问题与恢复能力。

五、多变量分析不良品因素、即时回溯并最大化资讯价值，预先现地排除可能的问题。

六、全面有系统地分析各种资源的使用效益，建立永续发展与循环经济。

七、发展决策型组织，提升组织决策透明度和参与，以提高决策速度和品质。

八、针对不同问题和各种应用，结合老师傅和专家经验，发展分散式的决策支援系统，增强各个单位的管理决策能力，并建立「数位大脑」，指挥与协调各个分散式决策系统。

本书希望为面临产业升级和数位转型挑战的台湾千千万万企业，探究在智慧製造和经营决策的各个环节，最迫切、最棘手的痛点。以协助台湾企业聚焦在关键因子，蒐集分析製造大数据，善用最新科技和产学合作研究，厚植「操之在我」的大数据分析、人工智慧和决策技术，并结合领域知识、管理经验和製造技艺，成为数位化的企业核心能耐，提高竞争门槛，徐图进取，促进台湾产业生态系统的永续发展。