無論是歐洲所稱的「工業4.0」或是美國使用的「工業物聯網（Industrial Internet of Things, IIoT）」，甚至只是簡單的「智慧製造（Smart Manufacturing）」，資通訊（ICT）技術都在製造業的轉型過程中扮演核心的角色。雖然數位化將整個生產製造從產品的研發、設計、生產、配送，一直到消費端，甚至是供應鏈的整合與工廠管理都徹底翻轉，但是從目前的狀況看來，這場智慧製造的革命還處於相當早期。身為科技強國的美國，仍有77%的中小型製造商在未來三年內尚無應用物聯網的規劃。因此本報告先蒐集美國數位製造的現況資料，盤點美國政府推動智慧製造的相關政策，以提供進一步建議來擴大其應用。同時也針對韓國政府的一連串智慧製造倡議，提出數位化精進的政策建議。

首先，報告先定義「數位製造」是在製造過程中的訊息得以鑑別、追蹤、溝通、分析並能即時改變其行為。因此包含一連串致能技術（Enabling Technology）的組合，其中有些技術已沿用已久，但是在智慧製造中扮演新的角色，包括：高效能電腦、數位模組與模擬設計的軟體工具、企業資源規劃系統、製造執行系統與倉儲管理系統、3D列印或加法製造、機器人，以及過去10年來新興但快速發展的技術，包括：雲端運算、手持平板裝置、智慧感測技術、萬物相聯介面（如虛擬實境、擴增實境或混合實境及可穿戴裝置）、人工智慧與機器學習、大數據與先進資料分析、可以機器對機器（M2M）連結的LTE（Long Term Evolution，長期演進技術）與5G通訊技術、先進材料與奈米材料等。

根據調查，數位製造對於生產力及經濟帶來的價值包括：提高生產力、減少機器故障停機時間、減少存貨成本、提高產品品質、預測供需的準確率、縮短上市的時間、減輕維修的成本、節約能源、提高安全、節省用水等等。麥肯錫公司開發的工業4.0診斷工具--數位羅盤（Digital Compass）以及奇異公司的數位化線程（Digital Thread）皆可實證上述的效益。在定義及技術說明之後，報告分別以美國與韓國為例，盤點發展現況與相關支援的政策，進而提出具體的政策建議。

一、美國智慧製造業現況與政策建議
利用德國國家科學與工程院開發的「工業4.0成熟度指數」，可將數位製造的成熟度分為6個階段：電腦化、連通性、可見性、透明性、預測性、適應性。大部分的美國製造業仍處於第2-3期。回顧美國從2011年到2016年，數位製造看似無所不在，但實質上只提升1%生產力，僅有大型國際企業在智慧製造技術上有較大的進展。根據波士頓顧問集團的調查，2016年美國企業對工業4.0的準備，只有3%有完整的推動概念，13%企業有初步評估，16%已發展出清晰的商業案例，29%開發初步概念，41%則完全沒有準備。在實際應用上，42%是用在行動與即時功能管理，41%用在維修預測，36%用在數位工廠物流、供應鏈與倉儲，36%用在智慧樓層、生產管控與數位工廠設計，34%以擴增實境作為訓練之用，28%用在自動化機器人與輔助系統。

美國在支持數位製造的公共政策，主要有：鼓勵美國各地製造業推動數位化製造與設計技術的數位製造與創新設計研究院（Digital Manufacturing and Design Innovation Institute, DMDII），以及強化民間產業基礎與建立區域製造技術中心的製造技術推廣合作計畫（Hollings Manufacturing Extension Partnership, MEP），還有美國國家科學基金會的兩個產學合作夥伴--工程研究中心（Engineering Research Centers, ERC）及產業大學合作研究中心計畫（Industry University Cooperative Research Centers Program, IUCRC）等。
基於以上調查分析，給予美國數位製造的政策建議包括：
（一）加強政府對於業界執行智慧製造的追蹤數據蒐集。
（二）鼓勵OEM廠商對於供應鏈數位化掌握更多主導權並建立機制。
（三）建立區域性數位製造樞紐或擴大數位製造試驗中心，測試站。
（四）以GDP比例來看，日本對Kohsetsushi中心的投資是30倍，德國整體投資約為20倍，加拿大Industrial Research Assistance Program約為10倍，美國應提高MEP每年的補助預算到每年2億美元，並扭轉MEP現有的救火隊功能。
（五）利用貸款等政策工具，支援中小企業投資在數位製造上的資本支出。
（六）對於採購新機械設備的廠商，提供更優惠的稅賦減免。
（七）擴充美國製造研究所（Manufacturing USA Institutes）的經費，使經費能夠持續穩定，如同德國Fraunhofer Institutes一般。

二、韓國智慧製造業現況與政策建議
韓國受到德國「工業4.0」的啟發，於2014年6月由產業通商資源部提出「製造業創新3.0（Manufacturing Industry Innovation 3.0）」計畫，經由韓國「創意經濟（Creative Economy）」倡議所設立的17個創意經濟與創新中心來推動製造業的數位創新。「製造業創新3.0」的發展策略藍圖主要在發展工業4.0的關鍵技術，包括：設計技術、偵測瑕疵品的技術、整合軟體操作技術、工業物聯網平台及智慧感測器、資料蒐集與處理技術以及產業標準等。由於99%的韓國製造業為中小企業，為鼓勵中小企業採用數位製造作業，產業通商資源部再於2014年在「製造業創新3.0」之下推動「韓國智慧工廠（Korea Smart Factory）」倡議，訂定韓國必須在2020年建立1萬座小型智慧工廠的目標。此目標已於2017年達成，並進而將目標擴大為2025年前要建立3萬座智慧工廠。

韓國推動系列倡議的考量，主要是相較於中國的製造業，韓國雖然品質優於中國，但是產能較中國低，韓國目前的處境相當尷尬，正處於中國自動化的大量製造以及德國自動化的彈性客製化的中間。其次，韓國奇特的ICT二元化現象，亦即廠商雖然生產出新穎的消費性電子產品，但是製造商卻極少從事ICT創新。雖然根據2016年瑞銀集團的研究指出，韓國採用工業4.0的潛力在139國中排名第25名，韓國國內符合工業4.0的企業數也在2011-2015年間以年平均成長率1.8%增加，但也已出現疲態。而且韓國的企業獲利率走勢也無法與日本、德國或美國等諸國相提並論。雖然韓國在2017年世界經濟論壇（WEF）的全球數位競爭力排行13名，在2018年國際管理發展學院（IMD）的世界數位競爭力排名亦由2017年的第19名進步到第14名。但若要再求精進，本報告提供韓國先進數位製造的政策建議包括：
（一）明確支持中小企業製造數位化：推動相關國家型計畫，補助中小企業投資在相關的資本設備、技術升級或技術專家。
（二）由政府制定一個韓國的數位製造研究院：除了類似美國DMDII這樣的研究院以外，也要發展出成熟度指數以及教戰守則，搭配「數位製造準備度評估工具」，執行評估、鑑定與建議等步驟，以協助中小企業順利進入數位化模式。同時也建議提供一個類似英國BetheBusiness的標竿網站，以及師法美國DMDII的未來工廠試驗平台，或是提供美國商業部開發的總體擁有成本（Total Cost of Ownership）評估工具、洛桑大學開發的成本差異邊界（Cost Differential Frontier）等，以協助中小企業主瞭解海外生產的真實成本。
（三）發展網路安全培訓計畫：協助製造業建立一個安全、使用者友善的消費者介面。
（四）支持數位製造供應鏈：除了支援韓國製造業供應鏈的數位整合，期能快速且大量客製化生產創新產品以外，政府必須提供更多誘因讓第一線廠商或OEM廠商協助其中小型供應商發展數位化。
（五）拓展創新型中小企業製造廠取得資金的管道：效法美國、澳洲、加拿大及荷蘭等國，發行創新券（Innovation Voucher），補助企業向學界、研究機構取得技術移轉。或是利用遞延稅項（Deferred Tax）轉投資或免稅來鼓勵製造商創新研發、訓練勞工、投資設備等。
（六）數位製造技能與教育：善用磨課師這種大規模開放式線上課程（Massively Open Online Courses, MOOCs）提供技能訓練，建立數位技能與設計角色的分類與盤點，確定國立高等技術學校或學院的培訓課程是實用而且是問題解決導向。