以智慧DNA打造未來工廠永續競爭力
位居首善之都的台北,匯聚全國逾七成的外資及外商,不僅遍佈營運總部、研發中心及新創產業,更是研發、製造與運籌管理的樞紐之所在。此時此刻,台北正站在時代的浪尖上,為廣大的製造企業轉型注入「智慧」的DNA。
著眼於此,DIGITMES特別以「未來工廠的智慧DNA」作為智慧工廠春季台北場論壇的主軸,針對供應鏈重組、數位創新與產業升級、製造服務與營運決策、淨零碳排實現綠色製造等關鍵議題,展開深度探討。
善用台灣優勢,奠定矽紀元勝基
DIGITMES暨IC之音董事長黃欽勇表示,2000年台灣最後一條NB生產線遷移至中國大陸,當年製造業佔台灣的GDP 19.8%;時至2022年,製造業佔GDP的比重增為37.7%,足見台灣成功從「去工業化」重返「工業化」。綜觀各個ICT製造大廠,普遍都能展現人力減少、營業額卻加倍的高效營運新局,之所以達到如此完美境界,Smart Manufacturing無疑是重要關鍵。
他認為今後台灣製造業的經營戰略,應該將重點擺在「如何因應指數型成長的商機」。約莫5年多前,他赴美國拜訪奇點大學,對於奇點設定的Slogan印象深刻,便是要利用指數型成長的科技,在未來10年內影響10億人;依照這個邏輯,台灣的新竹科學園區,其實是最有機會影響亞洲10億人的軸心。若台海危機導致台灣ICT供應鏈不正常運作,不只是台灣面臨難題,就連日、韓皆將同蒙其害。
2000年以後,從.com、Mobile、Big Data一路推進到當前的AI時代。在.com時代,Cisco等網通設備業者最賺錢;進入Mobile時代,由蘋果、三星引領風騷;Big Data時代,輪到AWS、微軟等雲端服務商大行其道;如今的AI時代,只見NVIDIA、AMD聲勢躍起。然而他們都缺乏下層的基底,即是以半導體為核心的事業模式、管理機制,這些皆是台灣的強項;所以談到未來製造,毫無疑問一定是台灣的天下。
根據預測,2030年全球GDP有望上看145兆美元,其中最主要的驅動力量之一,便是台灣引以自豪的Foundry。因此展望風起雲湧的矽紀元,台灣將持續掌握驅動產業變革的關鍵力量,扮演全球經濟與科技發展的重要助手;在此前提下,我們必須理解大環境的變化,找到自身定位,強化我們的形與勢,達到不戰人而屈人之兵的戰略目標,只要形是對的、勢自然會站在台灣這一邊。
奠基數位骨幹,促進廠房數位與永續發展
台灣洛克威爾(Rockwell)解決方案暨工程服務事業部總監王展帆指出,Rockwell是世界經濟論壇指定的Advanced Manufacturing及Manufacturing for Net Zero的Co-member、亦是Chairman,故針對這些關鍵議題,有能力提出許多系統性方法,協助企業解決在數位化、先進製造、淨零等種種問題。
近年約70%企業投入數位轉型,但多數淪於失敗,常見到僅有點狀突破,而非面狀展開,導致數位化可能有一些小Win,但對整體企業卻無太大影響。該如何扭轉頹勢?首要之務應針對流程中眾多互不相關的Data Silos,讓它們能被整合處理,幫助企業真正透過數據來驅動永續運營,做出最好的節能減碳、高效生產決策判斷。而Rockwell可協助製造企業建立數位骨幹,使工廠得以加速推進能源節約、水循環、廢棄物處理等永續措施;因為有了數位骨幹,不同背景的人皆能輕易Leverage上面的數據資產,利用AI等數位技術進行變現,孕育各式創新發想並且付諸實踐。
建構碳管理機制,落實綠色永續供應鏈
東捷資訊ESG智慧服務部售前顧問劉彥坤表示,東捷意識到隨著法規的推動、國際大廠的要求,驅使台灣企業必須跟進實施碳中和,於是擘建綠色永續供應鏈方案,以「碳捷流」系統為出發點,幫助客戶自動化執行碳盤查,滿足ISO 14064合規需求。
更進一步,客戶可藉由MES輔佐,將碳捷流涵蓋範圍延伸至現場設備,如水表、熱量錶、電表等部分;意即透過能源使用紀錄,轉換成碳排數據,然後搭配MES的工單資訊與工時紀錄,並串聯從供應鏈收集而來的碳排數據,順勢把碳管理觸角從整廠盤查延展到碳足跡,陸續完成ISO 14067、CBAM等資訊揭露。
換言之,客戶可藉助碳捷流掌握Overall碳排狀況,產出洞察報告,再回到執行系統上進行碳排分析,精準識別碳排熱點,以便於對症下藥制定完善減排計劃,真正將碳永續概念融入智慧製造旅程,藉由數據能量來形塑永續競爭力。
以數據驅動法遵合規,確保供應鏈不中斷
美商鄧白氏資深產品經理司元榮指出,鄧白氏為歷史悠久的公司,擅長結合全球商業數據、並搭配當地顧問的專業知識,幫助客戶達到更聰明的決策。且鄧白氏不僅是數據提供者,亦期望透過數據分析以及有價值的洞察結果,協助客戶消弭經營風險。
綜觀鄧白氏商業數據庫的主要核心價值,首先是提供最即時更新的數據,讓客戶更快採取行動來挖掘數據價值。其次讓客戶藉由涵蓋全球不同產業的Benchmark,作為未來市場規劃和企業營運方向的參考依據。再者也更能滿足合規性。
因應永續供應鏈議題,當前多數企業都希望改善庫存管理效率、杜絕缺料風險,因而需要即時偵測需求端變動、或供應商交期變動;此時便可藉助鄧白氏數據雲來滿足所需,以利適時改變庫存管理方式,維持供應鏈不中斷。且能隨時掌握國際制裁清單,避免涉入高風險交易,確保自身商譽不受衝擊。
憑藉自適應手臂,展現製造柔性
非夕科技(Flexiv)亞洲資深業務經理吳至誠說,過去傳統工業手臂或協作手臂,縱使強調高重複精度,仍無法做好許多生產任務;為此非夕提出創新的自適應手臂,標榜無需倚靠視覺,即便在機構或元件干擾下仍可順利執行線束插拔等艱困任務。因為它利用手臂內建的Force Sensor,透過每秒1000赫茲響應速度,做到力的控制與微調,且最小力控精度可達到0.1牛頓。
再舉另一情境。一般螺絲鎖附過程,不時會遇到滑牙或崩牙,甚至即使重複精度再準確,仍會遇到歪斜狀況,無法達到良好鎖附;若採用自適應手臂,即可藉由不斷導正的概念,實現逾99.5%鎖附良率。
非夕手臂的核心概念,在於運用的力的收攏與順應,藉由調整方向性、揉壓、輕取輕放…等方式,順利完成組裝,就連細微的齒輪交握組裝、M1.2螺絲鎖附,乃至過去容易出現邊緣損壞的GPU組裝…等,都可勝任無虞。
利用協作機器人與AMR,一站實現智慧製造與智慧物流
和椿科技資深產品經理郭冠群,介紹智慧製造與智慧物流一站式方案,並說明它如何幫助客戶降本增效。
和椿成立至今逾40年,始終專注於自動化領域,提供自動化關鍵零組件銷售服務、PCBA切割前後檢測服務。近年創立新的子品牌「Auro Solutions」,利用機器人工作平台助力解決製造業難題;包含利用協作型機器人作為彈性製造基礎,另採用大量AMR,取代人力執行工廠物流搬移。
和椿的協作型機器人具有安全皮膚設計,不再像以往因為顧及人員安全而犧牲加工速度。此外加入中小學生都能輕易上手的Blockly積木式程式編輯功能,客戶只需經過一兩小時訓練,便可做出初級機器人程式。
另一方面,在機器人的諸多關節上裝設電磁剎車,如此即便遇到緊急停止或斷電,亦能避免機器人掉落,保障客戶的貴重產品。再者已於其CRA系列手臂全面加入視覺功能,以利執行基礎條碼或基礎圖形的辨識。
基於創新HMI方案,完美顯現智慧工廠大數據
意法半導體(ST)亞太區GPM部門技術行銷經理張世昌說,ST藉由購併而取得TouchGFX人機介面(HMI)開發軟體,幫助工廠在嵌入式系統或微控制器系統開發HMI,取代傳統綠紅橘燈來呈現產線狀態。甚至在暫無硬體的情況下,客戶仍可利用其中的軟體模擬器,清楚檢視其規劃設計的HMI介面。
為使畫面流暢,STM32提供帶有2D、2.5D或3D等GPU加速器的HMI控制器選項;而ST可根據客戶所選擇的控制器方案,協助客製優化加速器引擎,為客戶帶來HMI一站式設計利基。
通常客戶會依據需求來選用合適Panel,達到期望的數據呈現效果,連帶必須搭配不同MPU或MCU。STM32家族廣泛支援不同顯示介面,如搭載Intel 8080、Motorola 6800等適合低解析度應用的MCU,讓客戶以LCD小面板呈現基本參數或溫度,因應用場景相對簡單,主要透過內部記憶體作為Frame Buffer。ST另可提供更Powerful的MCU,作為TFT Controller;此時客戶可選擇採用內建的Memory、STM32外掛的Memory Interface、外部SDRAM或PSRAM等不同記憶體來做Frame Buffer。
基於AI滾動調整,持續增強韌性供應鏈評級機制
國立台灣科技大學講座教授曹譽鐘,分享他在近兩年來的研究成果、基於AI的韌性供應鏈評級機制。因疫情後不確定風險激增,驅使製造產業更加關注兩大主軸,一是永續,另一是韌性;企業希望具備足夠韌性,以便於在下一次風險事件發生時,能夠抵擋得住,因而很需要有一個評量評級機制,隨時進行供應鏈健檢。
評級概念很簡單,由一些重要KPI組合而成;若顧好這些KPI,企業的韌性就不會太差。考量韌性評級機制務求客觀,所以他採用一些AI科學方法,支持滾動式動態調整與修正。他補充說,經過研究,韌性越高的企業,縱使遭遇事件衝擊,恢復速度越快、恢復成本越低、顧客服務水準也越高。
所謂韌性主要談兩點,一是事件來臨時有無抵抗力,讓企業能夠避開或延後風險,將衝擊降到最低。二是恢復力,如拳擊賽一樣,即便被打到,亦能在讀秒中快速站起。為檢視供應鏈抵抗力與恢復力的強弱,評量機制需蘊含五個特性,包括可視性、可預測性、調適性、協同性、持續性。
其中可視性對應到數據的收集與分享能力。可預測性對應到分析能力,只要能分析,不論傳統方法或AI/ML方法皆可。調適性對應到決策能力,例如遇到衝擊時能否快速調度資源。協同性對應到協同合作、利害與共的能力。最後一個持續性,對應當今熱門的永續力。曹譽鐘利用Balanced Scorecard概念,釐清前述種種能力彼此間的因果關係,再整理箇中關鍵成功要、素找出KPI,以利企業能透過評級來監控KPI表現,隨時掌握供應鏈韌性與否,據此展開必要的執行策略或行動方案。
藉助AI Cobot,輕易執行自動化任務
達明機器人全球銷售總監章春蕙表示,達明結合原生AI引擎、機器手臂、視覺系統打造AI Cobot,以協助客戶完成自動化任務。
達明AI Cobot蘊含3S優勢(Smart、Simple、Safe),包括手臂內建TMvision視覺系統,利於客戶快速展開識別或定位應用;採用TMflow操作軟體,提供直觀圖形介面,及Flow Editor、Script Editor兩種手臂專案編輯方式,不論使用者有無編程經驗,都能以最簡單方式來控制手臂;使用者僅需點選拖拉,便輕易完成教點;達明手臂取得ISO 10218、ISO/TS 15066等國際認證,確保使用者在無壓力的安全環境下工作。
章春蕙接著說,達明位居全球協作型手臂市佔亞軍,透過持續開發,不僅精進視覺應用,且不斷優化Cycle Time、速度與精度。值得一提,達明獨創TM Landmark技術,隨時自動更新相對位置資訊、不需重新設定,故當手臂或環境變動時,能夠補正相對位置,讓客戶更迅速、更具彈性地完成任務。
推動倉儲數位轉型,扎穩智慧製造根基
Lenovo SSG智慧製造技術長Jonathan Wu指出,許多製造企業都有倉儲,其中最大營運成本就是人工、佔整體倉儲預算的65%比重,因而忍受低效、耗時、不準確等缺憾。據統計迄今高達80%倉儲自動化程度趨近於零,能做到全面自動化者不超過5%。
所幸現今企業有望藉助AGV或AMR、Mobility、IoT等技術來解決問題。惟多數企業通常採用多廠牌技術方案,譬如有A、B、C…不同原廠的機器人或AGV;它們基於不同系統,彼此互操作性低,故企業難以藉由Working as One方式實現高度自動化。為此Lenovo提出Warehouse Execution平台,底層有Warehouse Control System,負責從ERP擷取貨料進出資訊,據此安排各種機器人執行工作,輔以RCS(Robot Control System)監控這群機器人工作狀態,並有效防範彼此干擾或碰撞,藉由這些方案協助製造企業推動倉儲的數位轉型。
生成式AI助陣,讓機器人自主形成動作規畫
DIGITIMES研究中心分析師白心瀞表示,近期人型機器人議題正夯,甚至被視為AI終極應用。不妨先沉澱思考,自問我們期待的機器人是什麼樣子?除有人的外觀外,也要有人的理解力、溝通力、行動力。持平而論,目前市面上所有機器人仍與上述期望多所落差,故需要靠AI協助弭平差距。
以傳統工業機器人的夾取行為而論,原本僅能按規劃好的路徑來行動,若加入AI視覺與動作規劃,即可產生突破。使用者可拍攝很多物件影像、進行標記、做AI模型訓練,再把模型傳回機器人端進行AI推論,如此機器人就能判斷夾取標的及可抓點。
深度學習雖擅於識別物件影像,但缺乏與實際環境的互動判斷;故可結合強化學習,讓機器人不斷試錯後找出最佳行動方案。至於現今熱門的生成式AI與LLM,一旦被加入後,將使機器人能進行自然語言理解與生成,加速形成動作規劃。
透過安全設計,打造可靠的智慧製造核心
台灣德國萊因業務經理莊珮甄說,愈來愈多科技應用,為人們提供更多便利性,但同時亦須顧及安全性。例如智慧製造場域的機器手臂或AGV等設備,除需具有基本的安全性,如電氣安全、防爆安全、線纜安全或電磁相容安全,另需滿足功能安全與資訊安全。
談到功能安全與資訊安全,其實都是經過設計出來的、而非測試出來的。如德國萊因執行IEC 61508驗測時,一旦測出安全缺失,基本上就不及了,因為這意謂客戶一開始設計產品時,就沒有考慮安全議題,不可能做出安全的產品。
所謂功能安全,是透過一些設計方法,將失效風險降到可接受程度;通常透過兩種途徑,一是藉由開發管理方式、如FMEA之類技術,避免系統性失效。另外運用一些控制,防止系統性失效或隨機性失效,例如在設計雙通道電源時,可藉助數據監控或異構冗餘,儘可能降低供電失效風險。
透過碳智能,建構韌性永續供應鏈
技嘉科技永續發展辦公室處長朱福政表示,近年技嘉在推動供應鏈減碳過程,發現多數台灣供應商不論在數位或綠色轉型上皆明顯落後,前百大供應商裡頭過半數未做溫室氣體盤查,更有逾九成中小企業不知如何進行碳盤查,堪稱莫大隱憂。
所以技嘉希望從自身做起,從永續認知建立、碳排資訊蒐集、排碳熱點分析到減碳目標訂定,穩步達成減碳目標,符合法規需求與滿足客戶要求。其實早在2009年,技嘉便啟動零廢棄、零污染計劃,當年營收約475億,到了2020年營收增至1,070億,成長兩倍多,但能源支出反向降低34%,溫室氣體減量43%,排碳營收強度達到3.88倍。
朱福政說,技嘉以每公噸碳費新台幣1,500元為基準,再以2022相較2021年減碳2026.5公噸的實績進行計算,等於足足省下303.98萬元碳費支出,效益著實可觀。他認為今後要推動節能減碳,一定要採用不同於以往的方法學;傳統可能換置LED燈或空調主機,便預期可以達到效果,事實上現今隨著數位科技不斷進步,有更多契機放大減碳成效。如善用AI Tracking與數據分析,模擬設備的最佳化負載,就能創造最大的節電效益;甚至以AI與大數據技術為基礎,針對供應鏈實施數位化評鑑與管理,有效控制箇中風險,進而成功打造韌性供應鏈。
GenAI+協作平台,破解現代工作模式之挑戰
在Zoom擔任Video Account Director的Dominic Kam,提到大家對Zoom的既定印象多為虛擬會議,但事實上並不僅止於此,Zoom已從虛擬會議,陸擴展了整合通訊、客戶體驗、Virtual Agent虛擬助理、網路聯絡中心、員工互動平台等方案,已是橫跨多元領域的協作平台。
不可諱言,現代工作模式所衍生的挑戰甚多,例如將時間浪費在重複性質的任務,因此愈來愈多企業希望透過AI協助減輕這些負擔。儘管如此,不少企業對於AI仍感疑慮,特別在於數據隱私、成本負擔重、分析結果不可靠…等面向。為此Zoom以獨特視角建構AI聯合方案,允許客戶選擇自己偏好的模型(Bring Your Own AI)、用於自己的產業應用情境,不論來自OpenAI、Anthropic或Meta的模型,抑或Zoom AI專有模型,通通都能加以支援;不僅如此,企業可根據客製化應用需求,將特定術語與場景資訊輸入模型、並且加以調整,藉以獲取更好的AI推論效能。
建立智慧精實循環,克服供應鏈與生產管理挑戰
析數智匯業務暨行銷副總經理張平和表示,目前製造業面臨的供應鏈與生產管理挑戰很多,如備庫生產的投產需求量預估繁瑣與失準、訂單達交延誤與交期即時回覆常失準…等,且縱使企業導入MES、IoT或精實生產管理流程,仍未解決問題。
「主要是因為企業資訊系統出現斷鏈,」張平和說,以供應鏈管理而論,其實涵蓋了採購計劃、生產計劃、輸送計劃、配銷計劃、需求計劃等眾多環節,但目前多數企業透過人工來處理這些作業,就算少數企業已導入系統,與MES、ERP之間尚有一大段Gap。
為此析數智匯開發智慧精實生產資訊系統應用平台,內含智慧訂單與投產需求預測規劃平台、需求管理平台、APS、WMS,進一步結合資料中台、資料治理與先進AI應用,搭配析數智匯顧問提供整合服務,即可協助客戶透過Plan-Do-Check-Action循環,有效解決過往難題。
化解數據傳輸障礙,鞏固數位轉型成功基石
所羅門自動化事業處產品協理黃修治指出,據統計約70%數位轉型專案失敗,但若能完善基礎建置,「按圖施工保證成功」,失敗機率就會降低許多。談到製造業數位轉型,其實有不少需要留意的地方;尤其在於數據串接部分,導入SCADA軟體固然可行,但另外牽涉預算與人力、資安、通訊埠、數據確認等諸多棘手難題。
有沒有更好的方案?黃修治說,企業可考慮引進以雲端為基礎、且支援OPC UA和MQTT協定的IoT人機介面,以便於在沒有版本失控疑慮,還可隨需從雲端下載各式功能模組(如能源管理),輕易化解前述問題。而Rockwell提供的FactoryTalk Hub雲端服務,就是相當理想的選項;更重要的,假使企業將資料彙集上雲,還可順勢擴展更多想像空間,譬如透過分析建模,繼而發展像是遠端支援、設備健診、資產管理、災難復原…等加值服務,確保核心業務高效穩定運行。
以雲服務平台為核心,驅動精實生產及數位轉型
新代科技副理徐暐指出,數位轉型可被簡單轉化成一道公式,即數位化加上數位管理,需要有好的工具加以支持,並在執行過程中不斷優化修正,這點至關重要。至於工廠數位轉型則涵蓋6項要素,包含「用數據取代感覺,用數據強化直覺」、「製造業的數位轉型發展=IT+OT」、「機械化(1.0)->自動化(2.0)->數位化(3.0)」->智慧化(4.0)」、「智慧製造=OT+IT+DT(Domain Knowhow + Data)」、「導入任何新科技或新工具,管理思維也要調整」、「製造業的需求:什麼身材穿什麼衣服」。
為迎合上述面向,新代認為完整的智慧工廠方案,理應全面蘊含機聯網、製程管理、排程、現場執行、品質看板、物料、碳排等管理功能;新代提出的SynFactory生產雲,正是匯聚完整功能模組的服務,提供高彈性的「積木」, 便於不同生產類型、不同數位化程度的客戶,可快速布局數位轉型藍圖。
從數據貫通出發,一步步落實智慧營運目標
台灣帆軟客戶經理簡暐庭指出,近年製造業數位化正走向深水區,意指企業管理與生產製造朝向標準化、智慧化邁進,其中重要的轉型關鍵就是數據資產沉澱;看見數據,感知到問題,再利用數據做分析,最後影響決策。
帆軟存在價值,便是協助企業從第一步數據貫通、甚至利用數據回填補足原來不在系統上的數據,一路邁向最終智慧營運目標。完成業務資料分析後,將關鍵指標顯現於生產看板、品管看板、採購看板…等BI戰情室,據以支撐各項決策。
簡言之帆軟在做的事,包含縱向的資料整合加上橫向的業務場景擴展,一步步搭建企業級經營管理平台。基於此邏輯,帆軟提出三大智慧工廠方案,一是工廠端的監控預警大屏,二是像無紙化的電子巡檢,三是像多維戰情室。如協助某PCB廠導入靜電值監控大屏看板,每500毫秒做一次更新,預防靜電值超標而引發火災疑慮。
藉由AR技術服務,深化工具機設備商附加價值
發得科技工業新產品開發部經理蘇柏丞表示,其隸屬遠東機械集團,原為工具機事業單位,於1990年獨立為一家企業,沿用FEMCO品牌做全球行銷。
發得早在10年前啟動轉型,係因預見台灣工具機產業陷入困境,於是淡出泛用機事業,聚焦發展鋁輪圈自動化生產線、臥式搪銑床兩項機型,爭取航太、汽車等高價值訂單;如將臥式搪銑床售予SpaceX,成為火箭發射槽的關鍵生產設備。
在轉型過程,發得先導入工業3.0,再逐步升級工業4.0,現已支援產線混型生產、毛胚品質檢測、成品即時全檢量測自回饋、整線碳足跡計算、加工與搬運程式自更換…等現代化生產任務。
時至近年,發得布局數位服務有成,憑藉技術動畫、擴增實境(AR)等方案贏得許多大型客戶肯定。比方說透過技術動畫,引導客戶從遠端檢視零件BOM表、連接售服網直接下單採購,另藉由維修指引、保養指引、警報排除等動畫,賦能客戶自主進行機構檢查、線路檢查、電控箱障礙排除,有效提升設備稼動率。
至於擴增實境方案,主要用於營業單位同仁執行業務介紹、廠內生管與組立的數位化管理、產線即時監控、維修輔助指引等多元場景。