編者的話｜標準與模型

理複雜系統」（managing complex system）。如何管理複雜的系統，需要遵行共同的「標準」，更需要依據共同的「模型」，這就是工業4.0數位化的重點工作[2]。

未來的產品會越來越複雜，其主要原因有下列幾點：（1）產品功能增加、（2）客製化需求多樣、（3）機動運送需求增加、（4）跨領域技術與組織整合性增加、以及（5）公司間快速合作方式的需求增加。因應複雜的系統管理，有兩個基本模型需要建立：規劃模型（planning model）與解釋模型（explanatory model）。規劃模型是將現有系統作價值創造，需要工程師的專業知識，使工業4.0複雜的數位化產品系統，由虛擬製程模擬成為實際生產流程，例如，有A、B、C三家公司，各有不同的生產設備（a、b、c）與製程（I、II），經由規劃模型模擬，發現生產流程以BaII-AcI-CbII可以達到最低成本。解釋模型是描述現有系統能發揮多大的功能，例如，解釋模型可以模擬計算出一個工廠的能量消耗。不論在產品開發設計階段，或在產品製造階段，模型的功能就是預先模擬流程、發掘問題、解決問題、並建立最佳產品製造與行銷流程。

管理複雜系統有許多挑戰。首先，建模和模擬應由專家執行，中小企業通常沒有人力與經費去做這件事。全方位的建模需要同時考慮產品和製造系統，也要同時做到「模組化設計」及「跨領域整合」，例如，製造工程、自動化工程、與資訊工程的整合。最後，建模需要有效率的軟體工具，這些軟體工具需要用最佳的方式，將製造流程中各地現有的機具設備、製造方法、人員管理，整合成新的產品開發流程。德國工業4.0的推動小組，建議應該進行以下工作：

1. 建模調查：整理出最關鍵的建模需求，以「實際應用」為首要建模目標，避免無用的建模項目。
2. 經驗分享：特別是在中小企業間分享如何克服建模障礙、數據如何流通、社群專家顧問服務等。
3. 標準平台：建立模組化數位虛擬平台，依產品類型，規劃出最佳化網宇實體系統（cyber-physical systems, CPS）架構[3]，這個架構包含產品製造的「時間」流程、「空間」佈局、以及工具材料等「物質」分類管理的模型。不但可以做為訓練工具，也可邀請使用者互相分享成功的應用經驗。

看起來要管理一個複雜的生產系統非常不容易，模組化的模型建立是一個關鍵性的步驟，如何在複雜的流程中井然有序，需要對整個產品開發、設計、製造、行銷等，有一個全面的認識與目標。這使我想到我們生存的世界，也是一個非常複雜的系統，各式各樣的物種，既多元又多樣；造物者說：要有光，就有了光，就把光暗分開了，稱光為晝，稱暗為夜，就有晚上，有早晨，於是「時間」的標準模型就出來了；造物者又說：諸水中間要有空氣，就將空氣以下的水、空氣以上的水分開，水要聚在一處，使旱地露出來，於是「空間」的標準模型就出來了；接著，造物者創造出複雜的植物與動物，以「各從其類」的方式，作有秩序的「物質」管理。當時間、空間與物質的標準與模型都建立好了，上帝依照他們自己的形像造人，這又是一個「標準模型」，人就可以管理海裡的魚、空中的鳥，和地上各樣行動的活物了。同樣的，在工業4.0複雜的數位化產品系統中，為了要管理複雜的生產時間、製造空間、以及工具材料等物質之間的動態流程，標準與模型的建立，的確是一項既緊急又重要的關鍵行動。

參考資料
[1]陽毅平，“標準化與自然律”，機械工業雜誌，392期，第1-2頁，104年11月。
[2]H. Kagermann, W. Wahlster, and J. Helbig, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, Final report of the Industrie 4.0 Working Group, National Academy of Science and Engineering, 2013.
[3]陽毅平，“第四次工業革命-Industrie 4.0”，機械工業雜誌，389期，第1-2頁，104年8月。