Productivity 4.0 (Pro 4.0) The Present & Future

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1 Productivity 4.0 (Pro 4.0) The Present & Future
TESAN LIAO Productivity 4.0 Promotion Office Ministry of Economic Affairs 4/7/2016

2 Agenda Global Industrial Trends and Reindustrialization
Taiwan’s Key Challenges Taiwan’s Advantages to Facilitate Pro 4.0 Productivity 4.0：Visions, Strategies and Actions Case Study – Taiwan ICT Industry Conclusions

3 Global Industry Trends
Changing Needs in Consumer IT Products：Due to easy access to information and shorter product life cycles, customization and small quantities with greater variety have become mainstream. Labor Shortage : Aging population and low birth rates in China, Japan, and Taiwan continuously force Taiwanese vendors/manufactures to perform transformation and upgrade. Manufacturing Renaissance in Europe, USA：USA and Germany have launched projects to revamp their manufacturing industry in order to keep leading position. Korea: Devised Manufacturing Innovation 3.0 strategy in 2014 to help SMEs establish smart and optimized production processes. Germany: Launched "Industry 4.0" in 2012 to retain competitive advantages. USA: Launched AMP in 2011, aiming to regain its leadership. Japan: Began the Industry Revitalization Plan in 2013 to revamp manufacturing industry with equipment and R&D investments. China: Announced "China Manufacturing 2025" initiative to strengthen its mfg. prowess. Global Leading countries are keen to develop smart mfg. technologies.

4 Reindustrialization – Global Policy Highlights
Due to the ever-changing economic environment, countries around the world have been adjusting development strategies to bring about revitalization for their manufacturing industry Industry 4.0 Advanced Manufacturing Partnership Industry Revitalization Plan China Manufacturing 2025 Manufacturing Innovation 3.0 Productivity 4.0 Leveraged CPS (Cyber-Physical System), a smart plant will be established for industry-academia-research cooperation so as to move towards Industry 4.0. Invested US$2.2 billion for AMP in 2013 to encourage the return of domestic manufacturing and regain its leading position in the manufacturing industry. Developed robot technologies to increase production efficiency and added-value, and reduce manufacturing costs to drive industry transformation. Taking advantage of its 12th Five-Year Plan for 7 strategic industries, China is set to develop smart manufacturing equipment to become a global innovation hub. 德國-工業4.0 以「網宇實體系統」(Cyper-Physical System，CPS)為核心，以「智慧工廠」為精神 機器人為焦點，但更強調創造人機協同作業之環境 美國-先進製造夥伴計畫（Advanced Manufacturing Partnership，AMP） 2013年投資22億美元發展AMP計畫，目標重新取得製造業領先地位 中國大陸 十二五國家發展計畫，七大戰略新興產業（智能製造裝備） 2015年3月中國版工業4.0戰略—中國製造2025規劃 日本-產品製造產業振興計畫 利用發展機器人技術，提升產業生產效率並降低製造成本、增加產業附加價值，協助產業轉型，驅動經濟成長 南韓 國家機器人產業政策-機器人未來戰略，以ICT、網際網路與機器人技術，發展次世代智慧工廠 「製造業創新3.0」的目標是透過資訊技術、軟體、物聯網等新興技術的整合，導入智能生產概念並在2020年時實現10,000家的智能工廠（Smart Plant）建置 By integrating emerging IT, software and IoT, Korea aims to realize the implementation of Smart Plant. Taiwan plans to spend NT$45 billion over the next 9 years (2 phases) to help more hidden champions in 7 key areas upgrade to Productivity 4.0. Source: respective countries, compiled by MIC, August 2015

5 New Productivity Paradigm – Taiwan Key Challenges
Trend of Manufacturing production per capita The manufacturing industry contributes the major part to the growth of production value and Index of Labor Productivity. But Manufacturing production per capita is slowing down since 2008. With the slowing-down growth of Production and Index of Labor Productivity (6.55%3.93%, decreased by 40%), the resulted low employed population alone with the lack of land would further make the total industrial production value go down. -With the decreasing total population, it would have to increase Total Production per capita to increase total manufacturing production value. Source: Directorate-General of Budget, Accounting and Statistics, Executive Yuan, ROC/ Taiwan Institute of Economic Research/ Department of Statistics, Ministry of Economic Affairs. Labor Productivity= Value add/ (total labor*working hours) Production per Capita= Total production/ total employed population

6 Taiwan’s Advantages to Facilitate Pro 4.0
IT Industry's Global Edge Wafer foundry：Top 1 Network Comm.：Top 3 Fabless IC：Top 5 Industry Cluster Formation & Collective Learning Bridging of Taiwan's industry clusters to trigger collective learning at the upstream and downstream segments of supply chain Smart Automation-based Foundation Automation：67% Smart Automation：36% Machine Tool and Equipment Industry Clusters Bike and Auto Parts Industry Clusters Metal and Advanced Material Industry Clusters

7 Framework of Taiwan Pro 4.0
By digitalizing production information through IoT, the strategy extends machines into Internet of Machines. Further utilizing the System Management, Big Data and Lean Management, the goal is to achieve a innovative business model of Internet-based Service-Manufacturing .

8 Visions Taiwan to Become The Intelligent Productivity Paradigm in the Asia Pacific Higher wages Creating Human Centered Workplace New job opportunities For Employees Humanistic workplace and improving work quality Reducing labor shortages For Employers Improving competitive advantages and expanding market share Higher productivity 7 Focusd Areas IT Machinery Food Textile Retail/ Logistics Agriculture Metal Transport

9 Strategies and Actions
Strategy Action International Cooperation Reinforcement Helping Taiwanese flagship companies to work with global organizations to establish industry 4.0 systems. Introducing Industry 4.0 experts to assist SMEs in boosting productivity Technical Capability Enhancement Becoming the partners for global companies to implement Industry 4.0 Aggressive Partner Embracement Leveraging international cooperation to boost Taiwan Productivity 4.0 for global market expansion

10 International Cooperation Reinforcement
International Cooperation Reinforcement Encouraging bilateral cooperation between Taiwan flagship companies and international leading companies to implement Productivity 4.0 Flagship Companies with Productivity 4.0 Capabilities Target key industries and assemble Reinforce interdisciplinary cooperation and build Establish Productivity 4.0 Interdisciplinary Expert Group Productivity 4.0 Interdisciplinary Service Group Productivity 4.0 Ecosystem Mgmt. Consultant IoT Big Data Intelligent Robots Smart Automation Vendors Lean Mgmt. Service Providers ICT Vendors Suppliers SIs Key Industries Metal Transport IT Retail& Logistics Machinery Food Textile Agriculture

11 CPS Technical Capability Enhancement Productivity 4.0
Introducing experienced experts and successful cases to promote Pro 4.0 and develop corresponding systems or platforms. Assisting SMEs to boost productivity 具備IT+自動化基礎 SMEs Identify hidden champions and their supply chains (Combo Meal) Step-by-step upgrades for SME (A la carte) Satisfy/ create customer demand Create Customer Value Key Industry Metal Transport Food Machinery IT Retail & Logistics Agriculture Textile Big Data Intelligent Machine/ Robot IoT Smart Manufacturing Service SoS (System of Systems) Customer Value as a Core Lean Management Interacting with physical world by connecting to humans, machines, and networks Productivity 4.0 Hidden Champions Supply Chain Supply Chain /Ecosystem CPS IT+ Automation 1.人均產值與就業人口上升，導致生產力1.0→3.0產值持續上升。 2.台灣未來就業人口會逐年降低，到2020年達186萬人。 3.高齡少子化則會造成產業達到又老又缺工的現象。 因此產業的生產力必須加速提升，加速推動生產力4.0，而生產力4.0的內涵包括務聯網、機器人、巨量資料來推動設備、整線、整廠智慧化 加值應用於製造業(工具機、金屬加工、3C)、服務業(醫療、物流)、農業上 11

12 Aggressive Partner Embracement
Having advantage in manufacturing global ICT products, Taiwanese companies are perfect choices for global corporations who strive to implement Industry 4.0 Bilateral cooperation is encouraged to establish global leaderships in Productivity 4.0 development, and together pursuing global business opportunities Multi-lateral Cooperations Optimal Utilization of Energy & Resources Human-Machine Collaboration Flexible & Agile Manufacturing Predictive Manufacturing Management Mass Customi-zation; High-value products Innovative Manufacturing ; Service Networks -On-job training for future decision makers& managers. - Collaborated production with Robots -Smart Mfg. to lift land and energy productivity -Reducing waste & Recycling to boost resource utilization -Flexible production lines and real-time management enable rapid responses to the market. -Big data analytics enable optimized production processes, preventive maintenance, and market forecasts. -Using CPS to cut into high-value product market. -Monitoring production processes and real-time feedbacks to ensure quality. -Integrating production, distribution, and consumption systems to create new business models or new industries. Industry Structural Optimization Global Market Expansion

13 Case Study – Taiwan ICT Industry
Wafer Foundry and Packaging Factory  emphasized on non-stop predictive manufacturing Manufacturing ：The process is not optimized yet Maintenance：Can not precisely predict best timing of maintenance. Market： The productivity is evaluated only by market experiences. Waste Reduction：Waste Reduction and Regeneration have to be reinforced. Industry Issues 智慧製造：藉巨資分析，可快速決定晶圓曝光最佳配置方式，達到增加晶粒產出，年增4.2億元效益。 預知保養：之前部分機台半年維修一次，增加成本影響稼動率，現藉巨資分析精準預知維修保養時機。 市場預測：以往靠經驗預估未來市場調整產能，現採巨資決策分析進行產能預測規劃，取得最大利益。 減廢再生：運用物聯網及巨資分析，有效管理與改善生產過程之排廢，並建構產製用品回收再生機制。

14 Conclusion: Outlook for Productivity 4.0
附件2 Conclusion: Outlook for Productivity 4.0 1. International cooperation reinforcement to support flagship companies Bilateral cooperation between Thailand flagship enterprises and Taiwan leading corporations is encouraged to ensure successful implementation of Productivity 4.0. 2. Technical capability enhancement to boost productivity of SMEs Introducing Industry 4.0 experts from Taiwan to help Thailand companies, in particular SMEs, adopt Productivity 4.0 systems and platforms for higher productivity. 3. Aggressive partner embracement for global market expansion Taiwanese companies have their leading position in the global ICT manufacturing industry and are ready to serve as partners of global enterprises in Industry 4.0 implementation. Thailand government can recommend suitable companies to cooperate with Taiwan companies to establish ability in Productivity 4.0 development, and together pursuing global business opportunities. 物

15 ขอบคุณ Thank You 謝謝

16 大 綱 一、全球產業與再工業化趨勢 二、台灣產業關鍵課題 三、台灣產業優勢 四、生產力4.0願景目標與策略作法
大　綱 一、全球產業與再工業化趨勢 二、台灣產業關鍵課題 三、台灣產業優勢 四、生產力4.0願景目標與策略作法 五、生產力4.0應用案例-IT產業 六、結語：生產力4.0展望

17 全球產業趨勢 全球主要國家競逐智慧製造科技發展 資訊消費革命：網路資訊發達，產品壽命縮短，少量多樣及客製化成主流。
亞洲缺工問題：中國大陸、日本、台灣面臨少子化、老年化，台商面臨升級壓力。 歐美再工業化：美國、德國為保持領先，相繼推出製造業升級計畫。 韓國2014年提出「製造業創新3.0策略」，協助中小企業建立智慧化與最佳化生產程序 德國2012年推動「工業4.0計畫」，藉此維持競爭優勢。 美國2011年推出「AMP計畫」，藉此重新取得領先地位。 中國大陸2015年宣布實施「中國製造2025」，力爭從製造大國邁入製造強國。 日本2013年提出「日本產業重振計畫」，透過設備和研發促投重振製造業。 全球主要國家競逐智慧製造科技發展

18 各國政策重點 各國皆因應製造業整體環境的變化，調整製造業發展策略， 在成為智慧製造的國家之際，重新振興製造業。 工業4.0 先進製造夥伴計畫
產品製造產業振興計畫 製造2025規劃 製造業創新3.0 製造業生產力4.0推動策略 以「網宇實體系統」(Cyper-Physical System，CPS)為核心，產業學研共同建立「智慧工廠」，朝向工業4.0前進 2013年投資22億美元發展AMP（Advanced Manufacturing Partnership，AMP）計畫，使得製造業回流，期許重新取得製造業領先地位 發展機器人技術，提升產業生產效率並降低製造成本、增加產業附加價值，協助產業轉型，驅動經濟成長 透過十二五規劃七大戰略產業，發展智能製造裝備，躍升全球創新基地 德國-工業4.0 以「網宇實體系統」(Cyper-Physical System，CPS)為核心，以「智慧工廠」為精神 機器人為焦點，但更強調創造人機協同作業之環境 美國-先進製造夥伴計畫（Advanced Manufacturing Partnership，AMP） 2013年投資22億美元發展AMP計畫，目標重新取得製造業領先地位 中國大陸 十二五國家發展計畫，七大戰略新興產業（智能製造裝備） 2015年3月中國版工業4.0戰略—中國製造2025規劃 日本-產品製造產業振興計畫 利用發展機器人技術，提升產業生產效率並降低製造成本、增加產業附加價值，協助產業轉型，驅動經濟成長 南韓 國家機器人產業政策-機器人未來戰略，以ICT、網際網路與機器人技術，發展次世代智慧工廠 「製造業創新3.0」的目標是透過資訊技術、軟體、物聯網等新興技術的整合，導入智能生產概念並在2020年時實現10,000家的智能工廠（Smart Plant）建置 透過資訊技術、軟體、物聯網等新興技術的整合，導入智能工廠（Smart Plant）的建置 投資兩期九年450億新台幣，選定七大應用領域作為擴散的起點，協助更多中堅企業晉升4.0企業 資料來源：各國政策，MIC整理 ，2015年5月

19 台灣產業關鍵課題 我國製造業人均產值趨勢 1.我國產值及勞動生產力指數之成長，主要是來自於製造業的貢獻，2008年後製造業人均產值成長趨勢不再。 2.近年整體產業產值成長趨緩，勞動生產力成長率由6.55%下降至3.93%(下降40%)，使得人均產值成長持平， 在就業人口下降及土地不足趨勢下，預估整體產業產值也將隨之下降。 -人口趨勢無法改變的情況之下，惟有提高人均產值，才能使製造業產值提高。 <勞動生產力>資料來源：行政院主計處，台經院計算 <人均產值>資料來源：生產價值(經濟部統計處)/就業人口(行政院主計處) <就業人口>資料來源：人口及就業失業統計(行政院主計處)

20 台灣產業優勢 IT產業具國際競爭力 晶圓代工全球第一大。 網通產業全球前三名。 IC設計產業全球前五名。 產業聚落形成 具智動化基礎
自動化比例67%。 智動化應用比例36%。 產業聚落形成 全台產業聚落串連，推動上下游供應鏈集體學習。 工具機聚落 A-Team 水五金產業

21 生產力4.0系統架構 PLM… TIA… MES… 機聯網 研發管理 虛擬 設計 模擬 系統 自動化管理 製造管理 虛擬 量測 虛擬 製造
製造設備系統 物料供應商 消費者巨量資料 消費者偏好 料件資料庫 訂單資料庫 客戶資料 市場訂單預測 出貨排程 物料訂單 智慧 工廠 終端 消費者 通路商 資料處理 研發管理 虛擬 設計 智慧 自動化 訊號感測 智慧決策 PLM… 模擬 系統 作動控制 自動化管理 製造管理 虛擬 量測 虛擬 製造 蒐集 儲存 萃取 分析 決策 生產力4.0系統架構 TIA… MES… 透過物聯網將生產資訊數位化，延伸至機器端形成機聯網，再藉由系統管理、巨量資料(製造+服務)技術及精實管理，達成聯網服務製造系統之創新營運模式。 聯網服務製造系統 聯網精實管理(JIT、SCM…) 物聯網 應用層 巨量資料 系統管理 智慧機械(智動化) 網宇實體系統(CPS) 數位設計 模擬/製造平台 機聯網 物聯網應用開發平台 網路層 雲端平台 連網環境 感知層 動作方位感測 光學影像感測 環境監測 註：平台技術由技術處科專計畫研發 動態力/振動與安全防護/位移與磁電 3D視覺/光學定位/IR感知 精微壓力/流量/溫度 多元融合

22 生產力4.0願景 推動台灣成為亞太優質生產力典範 創造以人為本的優質就業環境 優先領域 對廠商而言 對員工而言 增加競爭優勢擴大市場佔有
人性化工廠提升工作品質 提升員工生產效率 有效補足勞工不足 提升員工薪資 衍生新的就業機會 優先領域 電子資訊 機械設備 食品 紡織 零售/物流 農業 金屬運具

23 生產力4.0策略與作法 策略 作法 深化國際鏈結 厚植技術能力 廣納合作夥伴 促成國際標竿企業與我國 旗艦廠商合作
引進工業4.0經驗專家， 協助提升中小企業生產力 成為全球廠商在推動工業 4.0的合作夥伴 廣納合作夥伴 藉由跨國合作，提升我國 生產力4.0發展，共同拓 展全球市場

24 深化國際鏈結 促成台灣旗艦廠商與國際領先企業合作導入生產力4.0。

25 厚植技術能力 引薦工業4.0技術與應用經驗專家，協助我國推動生產力4.0應用， 尤其針對中小企業，提供導入技術方案或平台介面以提高生產力。
1.人均產值與就業人口上升，導致生產力1.0→3.0產值持續上升。 2.台灣未來就業人口會逐年降低，到2020年達186萬人。 3.高齡少子化則會造成產業達到又老又缺工的現象。 因此產業的生產力必須加速提升，加速推動生產力4.0，而生產力4.0的內涵包括務聯網、機器人、巨量資料來推動設備、整線、整廠智慧化 加值應用於製造業(工具機、金屬加工、3C)、服務業(醫療、物流)、農業上 註：SoS(System of systems) 25

26 廣納合作夥伴 台灣廠商掌握全球ICT產品的生產製造地位，有條件成為全球廠商在推 動工業4.0應用時的合作夥伴。
推薦適合與台灣產業合作之國際廠商，藉由跨國合作，提升我國生產 力4.0發展經驗及全球競爭優勢，共同拓展全球市場。 攜手合作 拓展全球市場

27 台灣應用案例 – 3C產業 巨量資料 物聯網 以台灣晶圓廠/封測廠為例 (預測製造/減廢再生) 流程型製造→著重預測製造不斷線生產 機器人
無人搬運車與機器手臂作業，提高生產效率與良率 巨量資料 分析人、機、料、法最佳化，實現預測製造、預知保養、與市場預測 機台、廠務、供應鏈、客戶服務、環保作業，全面聯網監控與管理 感測資料/機台 500 道製程 100萬筆製程資料/s 30萬個監控KPI 物料/倉儲資料 生產流程資料 客戶需求 Customer relationship 晶圓廠 封測廠 物聯網 環保材料雲 智慧工廠 預測製造：預測排程、故障預診斷、虛擬量測、良率最佳化、即時模擬，達到增加晶粒產出，年增4.2億元效益。 良率高出對手15%，不良率下降14% 。 達成Reduce(生產減廢)、Reuse(產製複用)、Recycle(回收再生)之效益。 台灣應用案例 – 3C產業 以台灣晶圓廠/封測廠為例 (預測製造/減廢再生) 流程型製造→著重預測製造不斷線生產 製造：製程未達最佳化。 維修：無法精準預測保養維修時機。 市場：經驗預估市場調整產能。 減廢：排廢再生機制待強化。 產業 課題 智慧製造：藉巨資分析，可快速決定晶圓曝光最佳配置方式，達到增加晶粒產出，年增4.2億元效益。 預知保養：之前部分機台半年維修一次，增加成本影響稼動率，現藉巨資分析精準預知維修保養時機。 市場預測：以往靠經驗預估未來市場調整產能，現採巨資決策分析進行產能預測規劃，取得最大利益。 減廢再生：運用物聯網及巨資分析，有效管理與改善生產過程之排廢，並建構產製用品回收再生機制。

28 結語：生產力4.0展望 (一) 深化國際鏈結，輔導旗艦業者 (二) 厚植技術能力，提升中小企業 (三) 廣納合作夥伴，拓展全球市場
附件2 結語：生產力4.0展望 (一) 深化國際鏈結，輔導旗艦業者 促成國際標竿企業與我國領導廠商合作，共同建立輔導我國旗艦廠商導入生產力4.0。 (二) 厚植技術能力，提升中小企業 引薦工業4.0技術與應用經驗專家，協助廠商推動生產力4.0應用，尤其針對中小企業，提供導入技術方案或平台介面以提高生產力。 (三) 廣納合作夥伴，拓展全球市場 台灣廠商掌握全球ICT產品的生產製造地位，有條件成為全球廠商在推動工業4.0應用時的合作夥伴。 推薦適合與台灣產業合作之跨國企業，藉由跨國合作，提升生產力4.0技術能量，共同拓展全球市場。 物