制造业数字化多着重于智能制造，智能制造则来自于许多技术的出现与成熟，包含高效能计算(high-performance computing, HPC)得以高速运作计算机辅助设计(computer aided design, CAD)与计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering, CAE)软件、云端运算、物联网(IoT)、先进传感器技术、3D打印、工业机器人、数据分析、机器学，以及无线连结使机器与机器(Machine to Machine)间得以进行数据交换。
ITIF论述如何驱动制造业迈向数字转型，下列将介绍制造业导入数字化的主要因素，以及拟定智能制造投资决策的流程，并于驱动制造业迈向数字转型(续)中摘录主要国家协助中小企业推动智能制造的相关政策。
一、制造业导入新技术的考虑要素
产业类型与企业规模差异并非制造业导入新技术的唯一考虑，报告提出了六种可能影响企业决策的因素。
(一) 产量与种类：
1.产量高且种类少的制造业者：大量生产相似度高的产品，例如尿布与刮胡刀产品的产业，对于机器人与相关自动化技术的兴趣相当浓厚，因其需要大幅缩减工厂作业时间并确保可重复性(repeatability)，这类制造业需要精密的制造执行系统(Manufacturing Execution Systems, MES)来控制工厂运作，智能制造需要高度自动化要素，透过机器相互沟通、调整适应产线停机情况并最适化表现。例如，宝侨的尿布工厂每分钟能制造1000个尿布，透过高速整合30种不同材质，并利用传感器、摄影机与数字影像快速进行每片尿布所需15-20项的品质确认。
2.产量低且种类多的制造业者：这类工厂的产量少但生产高度客制化产品，特别着重于生产弹性与单位生产经济性移转的应用。例如义肢，CNC、CAM与3D打印等数字制造技术对此相当重要，自动化在这类制造业中的重要度则较低，因为产量相对较低。
3.产量高且种类多的制造业者：数字技术与制造的融合促使第三种产量与种类的典范出现－产量高且种类多。例如过去特斯拉的加州工厂生产线仅生产单一类型的车辆，但目前产线系统的自动化并使机器人与员工能动态地调整不同车款生产。先进的制造技术使生产过程更为灵活，技术创新更有助于大量生产客制化产品，透过企业资源规划(ERP)与制造执行系统(MES)协助客制化订单下单，利用自动化机器生产，在产线设备建置物联网让机器间能够互相沟通，确保产线是以最佳的方式运作，并回报产线的情况予MES与ERP，让客户得以追踪目前的订单进展。
(二) 产品策略：商业模式或市场区块不同使企业采取不同的生产策略。
1.接单后设计(Engineered-to-order, ETO)：依据特定顾客要求而设计且通常是小量生产，需要紧密整合业务、设计与制造单位。
2.接单生产模式(Make to Order or Build to Order；MTO or BTO)/接单后装配模式(Assembly to Order, ATO)：依据客户订单来生产或组合产品，主要着重于整合业务与ERP系统以响应与满足客户需求。
3.存货式生产模式 (Make to Stock, MTS)：通常是大量生产，制造商推估将产品销售至消费者手上所需的整个生产流程的成本，制造商需要更多技术协助推估未来需求与最适化库存与供应链。
4.将订单标准化(Standard-Manufactured Upon Order)：综合上述两种生产策略，道康宁公司(Dow Corning)建立的新商业模式－XIAMETER网站将硅贩卖予低利润、价格驱动的小型顾客，而不会蚕食自身的顶级顾客(high-end customer)市场。Xiameter的订单规模与产品种类相当有限，顾客仅能就网站提供的规格做选择，且销售方式仅限于网络，此商业模式让企业能够获得低获利区块的客户，以及提高客户需求与获利。
(三) 供应链厂商的技术导入程度：中小企业对于新技术导入的其中一项因素为顾客或最终消费者，以及产业链对于供应链企业的要求，且更繁复的供应链网络将使企业面临更强烈的新技术导入压力。
(四) 进入市场(go-to-market)商业模式：小型且更多制造商正转向产品服务化(products-as-a-service)的商业模式。许多设备厂商受到提供售后服务市场(After Market)的压力，如预测性维修、监测与最适化表现。当企业的商业模式从销售产品转向以服务为基础，对于技术的需求将可能驱动生产环境中的智能制造应用。
(五) 政府对产业的规范：许多受法令严格限制的产业，如航空、国防、制药(pharmaceutical)与化学业，发现维护完整生命周期的数字产品信息对于快速且具经济性的审查、认证与回收的反应相当重要，意指了解产品设计者、生产设备与制造工厂等信息需求，将成为导入智能制造技术的主要因素。
(六) 投入成本：高额的劳动成本使自动化设备的设置与其他智能制造技术在高薪资水平的产业与国家来说越来越具吸引力。至于高能源密集度的制程或是能源成本高昂的地区，相关单位通常会提供诱因予这些业者进行降低能源使用的技术研究。
二、企业拟订自动化生产决策的过程
依据前述影响企业导入智能制造的主要考虑因素，下列将论述企业将如何评估投资于智能制造的投资报酬(Return on investment, ROI)，将评估方式分为下列两种类型。
(一) 固定型前瞻技术 (fixed technology frontier)的投资：所有的技术皆被认为是资本。在固定技术的环境下，短期经济的投资决策主要取决于整体的产品需求与经济情况，以及新资产的资本投入回收期，仅在一定期间的净收益超过固定成本，并获取合适的投资报酬，才会进行投资。
(二) 扩张型前瞻技术 (expanding technology frontier)的投资：制造业生产力和创新联盟(Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation, MAPI)报告描述此类评估方式为动态生产－新技术投资的决策指标，意旨自动化执行融合了资本投资与创新投资，设置机械装置在生产线时，具有设备的资本投资特性，但不被视为是短期的资本投资，更像是以降低成本与改善产品质量为目标的创新流程。新技术的投资并不仅评估其未来立即的财务回馈，更常被视为是一种发现元素(discovery element)。主要驱动投资新技术的原因并非市场条件的短期变动，而是商业压力的长期改变，决策要素包含生产成本与质量压力，以及产业供应链的整体新技术，因此现在的成本需考虑劳动力调整、套牢成本(stranded cost)与未知技术的风险，收益则包含了竞争力、供应链的可行性、劳动生产力与资本生产力。特别是投资报酬的评估必须考虑若投资失败可能会严重损害企业的竞争力，同样的，企业必须在成为技术的早期导入者或是采取观望的方式间取得平衡，且随着具有提高生产力、降低成本与紧密整合制造商至供应链的新技术不断出现，采取观望策略的风险将越来越高。
数据源:
Information Technology and Innovation Foundation
STPI NAR Labs国家实验研究院 科技政策研究与信息中心
