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德國總理梅克爾宣布推動工業4.0政策至今已有8年,經過一段市場教育後,從2015~2016年開始有製造業嘗試導入智慧化架構,不過對絕大多數廠商尤其是台灣中小企業來說,工業4.0帶來的智慧製造屬於全新概念,再加上最終願景實現期過長、需要投入大量資本等顧慮,除了大廠外,台灣多數業者都仍採觀望態度。
但在台灣勞動環境漸趨惡劣,廠商的競爭力漸失,智慧化看來已成為目前的唯一解方,因此傳統製造業即便按兵不動,觀察期也不可能過久,在不得不變但又不知道如何變的兩難局面下,中小型製造業如何因應?先從局部導入,解決目前最困擾的痛點,對業者來說會是最實際的方式。
儲存技術在工業領域的應用已有一段時間,早期主要的儲存內容多僅為生產作業程式,主要訴求為穩定度,對容量、存取速度與資安要求並不高,近年來工業物聯網成為智慧製造架構的骨幹系統,在此架構下設備數據需要被擷取、傳輸與應用,因此終端設備的資料儲存技術也開始產生變革,威剛科技資深處長李孟厚指出,新世代製造系
相較於公眾場域,製造業環境較為單純,機台運作與進出人員都非常單純,再加上過去的安全監控系統都是閉迴路架構,資料難以被竊取,因此監控資料的資安意識一直以來都相當薄弱。不過近年來物聯網的趨勢,包括安全監控、設備機台在內的工廠設備都開始連網,這些設備瞬間曝光在全球連網系統中,在此態勢下,資訊安全議題已刻不容緩。
晶睿通訊(VIVOTEK)國際業務部區域經理宋禹潔表示,在物聯網趨勢中,製造業需要考量採用智慧型的安防解決方案,此方案的功能進化主要包括資安與邊緣運算兩大部分。在資安方面,2018年半導體大廠系統感染病毒的事件,對全球製造業造成相當大的震撼,過去認為距離遙遠的資安攻擊事
產線與廠務是工廠系統中的兩大重點,近年來的智慧製造趨勢,市場眼光多聚焦在製造端的產線系統,對廠務的關注度相對較低,不過後者的重要性不遜於前者,且就建構效益來看,以環境監測為訴求的廠務系統成效浮現速度更快,因此雖然媒體聲量不大,製造業者的導入比例不低,設備供應商也持續推出新產品,而觀察技術發展趨勢,泓格科技產品管理部代處長何坤鑫指出,現在終端設備與上層平台的功能都已有進一步強化。
目前市場對廠務系統的架構設計,主要仍為環境監測,其中又以液體、氣體、電能為主,無論是傳統製造業或高科技產業,這三者都是必備能源,各廠商過去也都已推出各種偵測設備,近年來行動通訊技術發展快速,這些技
智慧製造產線的設置,無非是讓產線流程更彈性、反應更即時,以達到降低生產成本、提升系統產值等兩大目標,然而產線上的設備種類繁多,技術各有不同,要使之具備彈性與即時性,美信公司(Maxim)台灣技術總監黃大峯指出關鍵在於整合度,精準而緊密的整合,將決定智慧化系統的運作效益。
以類比IC起家的美信,近年也將過去聚焦於單一元件的產品策略轉化至整合面向,黃大峯表示,工業4.0帶起的智慧製造趨勢,對設備元件都有與以往不同的需求,尤其是工控領域的感測、通訊、電源、離散元件更是其中重點。
智慧製造將傳統產線由產線中心反應、控制
工業4.0問世至今不超過10年,不過智慧製造最終願景不斷改變,早期「無人工廠」、「關燈生產」被視為終極目標,隨著技術演化與應用的逐漸落地,製造業者發現此一目標並不切實際,「人」仍然是製造業的重點,至少在未來5~10年間,製造現場的人員仍難以被機台設備全面取代。
欣技資訊董事長廖宜彥就指出,現在多數製造業者都將工廠的稼動率提升聚焦於機台,更重要的因素「人」卻往往被忽略,而欣技資訊的產品就由此著手,透過各類智慧化功能的建置,協助製造業有效管理產線人員的效能。
儘管自動化技術不斷精進,多數產線仍需人力親為,各類型電子產品的裝配程序就是一例,在這
中台灣是全球重要的機械產業聚落,更擁有年產值近兆的黃金縱谷,近年來興起的智慧化趨勢,將是中台灣機械產業升級的重要契機,扮演中台灣產業的重要推手,中部科學工業園區近年來也配合政府智慧機械製造政策,媒合產官學三方資源,協助廠商快速轉型。
中科管理局局長陳銘煌指出,機械被稱為工業之母,也是國家競爭力的象徵,台灣機械產業具群聚優勢,上中下游緊密串連,已形成健全之衛星體系,藉由業界長期累積的製造技術,加上綿密的協力網路及分工,發展成具有高性價比與高度出口導向的產業型態,使得台灣產業產品具備不可取代性,尤其在台灣中部地區素有機械產業大本營之稱,是全球單位面積產值第一、密度
智慧化衝擊全球製造業,翻轉了既有的製造思維,過去製造系統以自動化技術為核心設計,強調單一機台的效能,智慧製造則是全面串連工廠中所有設備,產線被視為一體。北爾電子行銷業務經理何輔仁指出,在此趨勢下,整體解決方案已逐漸成為市場新需求。
何輔仁進一步表示,效益永遠是生產線的重點設計之一,自動化技術的導入也是如此。然而傳統自動化產線中,各設備都是單機作業,彼此之間並未連結,因此設備供應商能做的,就是盡可能提升單機效能,促使客戶產線的產能最大化,不過第一個PLC問世至今已有50年,自動化技術已然成熟,效能提升趨緩。
2012年工業4.0概念興起,智
無論是智慧化或自動化,「控制器」永遠都是自動控制系統的核心,唯有精準控制,系統的建構才有意義。台灣製造業發展蓬勃,無論是半導體產業或各類型精密機械,在全球都佔有重要地位,不過美商英特蒙台灣分公司亞太區業務與行銷副總裁洪育浩表示,台灣的控制器技術未成熟,自動控制系統的核心元件往往受制於人,連帶影響企業對自身系統掌控權。要解決此一問題,自動化軟體平台加上精準的即時系統(Real-Time OS)架構將會是最佳幫手。
製造業是台灣經濟命脈,其產業生態圈非常完整。不過控制器始終是台灣供應鏈中缺少的一環。無論是傳統製造業或高科技產業,其控制器多為FANUC、西門子等國外大廠品牌,台
通訊技術是工業物聯網架構中,底層設備與上層雲端平台的訊息傳遞橋樑,因此穩定是產品設計的第一要件,此外各企業的規模大小、製造系統特色也各有不同,對通訊設備的需求也各有差異,四零四科技亞太區產品行銷經理夏宏豪指出,過去自動化時期,製造業對上述差異性需求較低,不過進入智慧製造時代,其重要性開始浮現。
夏宏豪進一步表示,傳統的自動化設備中,通訊需求主要是OT系統中機台之間的彼此互聯,後來乙太網路逐漸被應用至工業領域,工業乙太網路設備開始出現在市場。系統先透過閘道器與橋接器,將底層設備的各種工控通訊協定轉換為乙太網路標準,再將之傳送到後端平台。不過此一模式並未大規模擴及
人機協作是近年來機器手臂的重點發展之一,透過與感測技術的整合,機器手臂更具彈性與智慧。現在的機器手臂主要整合的感測技術以視覺為主,但若有觸覺設計,機器手臂一和人體、物件接觸,就可即時做出反饋動作,產線效能將能進一步提升,不過目前產業中,觸覺技術部分仍然欠缺,而原見精機的技術,則填補了此一空缺。
肇因於營運規模、行業別之不同,導致各製造商對於科技的需求、未來的期望有所差異。以智慧製造主題而論,長年深耕雲端技術、數據分析等規劃建置服務的緯謙科技,觀察到有三種客戶型態,彼此遭遇的挑戰各不相同。
緯謙科技副總經理夏志豪博士指出,第一種類型為中大型企業,對於推動工廠智慧化,有人、有錢也有需求,接下來重點在於挑選好的夥伴、解決方案及平台,透過共同開發或賣斷等方式完成智慧工廠專案。第二種類型亦是中大型企業,雖有需求、預算,但缺乏人才(例如某些中南部企業較難招聘Programmer),因此期望服務廠商即使做完智慧工廠專案後,還能持續協助客戶做優化改善。第三種則是資源
工業物聯網由上層雲端平台、中層通訊網路與下層的設備感測三者所組成,其中雲端平台概念問世時主要應用於IT系統,工業4.0興起後,IT與OT開始整合,才開始被導入到製造系統,因此多數製造業者對此技術並不熟悉,不過銓鍇國際技術架構師主任李明政指出,Amazon的公有雲AWS已針對工控領域推出相關服務,可協助業者以有限資源建置最適化智慧製造系統。
在製造領域,AWS目前的雲端服務包括物聯網架構、AI與邊緣運算等三大服務。在物聯網架構中,AWS主要產品為針對工業物聯網的底層設備而設計的IoT Core。AI是AWS近年的發展重心,現已推出各種解決方案,包括從底層重新建置、底層已然就
伴隨工業4.0議題發酵,近年智慧製造、工業物聯網(IIoT)的聲浪高漲,提出相關方案的廠商眾多,可能有些側重機台控制、有些偏向製造執行系統(MES),各個從不同角度切入,難免讓用戶端混淆;還有另一盲點,不少智慧製造方案的產出,多圍繞在稼動率或良率等過去發生的數字,不足以預知未來,亦有成效不彰之虞。
PTC(參數科技)物聯網業務發展總監王寶慶認為,欲破除上述迷思,可參酌1SA-95框架,讓智慧製造的討論更有依據。1SA-95內含多層次,其中Layer 1為機台控制系統,Layer 2是HMI或SCADA,Layer 3為MES,位階最高的Layer 4含括ERP
智慧化趨勢衝擊製造業,翻轉了全球對製造業的想像,不過無論如何翻轉,人始終是企業核心,透過智慧化的協助,人的價值若可被進一步彰顯,企業競爭力就將可進一步提升,叡揚資訊創新服務處產品服務部經理周吳丞就指出,一般製造業中,知識向來是最難被管理、傳承的一塊,這也是目前企業營運時的最大痛點,如果能經由完善的機制,讓知識可被記錄、管理甚至協助、強化,將可使其價值最大化。
周吳丞表示,近年來製造業面臨的最大挑戰並非系統效率不彰,而是技術與經驗沒有以數位化方式傳承,導致解決製造生產問題的能力高低不一,因此經濟部在智慧機械政策中,就將專業知識轉化為數位方式,留存於專家系統中,不過在新世代的
製造業勞工短缺與人力成本快速攀升,在智慧製造概念的抬頭下,「關燈生產」、「無人工廠」逐漸成為業界趨勢,工業機器人應用整合,已成為製造系統的重要設備與課題。
在「少量多樣」的生產模式下,要解決產線快速換線與治具汰換的問題,並有效提升製造效率,整合工業機器人與機器視覺兩種技術也更為緊迫。
機械手臂+機械視覺應用整合
機器手臂可從事高精準性、重複性的工作,近年來除速度與精度兩方面持續提升外,在技術整合方面,與機器視覺目前整合度最高、應用最深,精密設備製造商元利盛,已陸續在客戶精微製程中導入許多機械手臂
台中訊
台灣的製造產業中智慧工廠自動化現況,大多評估卡在設備老舊,或是設備品牌不同,導致在提升產線自動化的過程中遇到難以整合的障礙,需花費更多成本汰換設備或是停滯升級。三惟智能研發出多種解決方案,並可規劃及應用在各個不同的領域,如能源自動化、工廠自動化、機台自動化、家庭自動化及大樓自動化。
自動化技術發展的總體趨勢應是更廣泛地與各地現代化技術相結合,特別是與電腦技術及控制論結合,從物理活動的自動化向著訊息活動的自動化發展,比如利用電腦來自動設計,而不只是輔助設計,未來的自動化技術將應用在越來越多的領域。
由於工業4.0與智慧工廠
物流業有「物」盡其用,貨暢其「流」的意涵,因此在商業的發展上扮演十分重要的角色,相對面臨的競爭壓力也隨之增加。但台灣的物流業仍多以傳統的作業與管理模式運作,以致於面臨作業速率不佳及人員管理不易等難題。如何改善優化,已是愈形重要及迫急。
以工業4.0的智動化概念導入物流業,應該可以解決現存的諸多重要問題,可行的方案有三:第一,全新導入立體倉儲(ASRS);第二,導入無人化的堆高機(AGV)取代傳統堆高機;第三,導入人機協作的資訊系統。其中,導入立體倉庫的價格昂貴,投資回收年限往往逾10年以上,但僅導入人機協作的資訊系統則雖投資最低,仍無法解決最重要的「人」的問題。故以投資回
在工業4.0的推波助瀾下,傳統工廠轉型成為製造業所要面臨的課題。在生產、測試機台因應客戶需求快速轉換過程中,電力配置是否具有足夠的彈性,成為邁向下一世代自動化工廠競爭力的關鍵因素。
匯明公司總經理賴顯明表示,台灣受到少子化的影響,高勞力性質工作找人不易。再加上最近台商回流潮,新建工廠大多屬於半自動化或全動化,這會是很大的市場需求。匯明STARLINE提供穩定的電力系統,以及電力配置的優化,大幅降低廠房因機台轉變造成的負載變動所需耗費的成本及時間。目前台灣多數的工業廠房對於自動化還正在摸索、學習,此時一套具有彈性化供配高彈性的電力配置系統,能加速廠房轉型。
克勞斯施瓦布在世界經濟論壇所做《2018年全球競爭力報告》,德國是世界上最具創新性的國家之一。德國經濟在全球數位化排名中位居第四,調查了450家德國公司後證實,工業4.0概念及解決方案已在德國廣泛實施,52%以上接受調查的公司在本地甚至全公司內部實施了相關項目。相比之下,4年前只有15%的公司這麼做。在今年的調查中,也有大約10%的公司承認,他們尚未解決數位化問題,趨勢研究人員認為這只是時間的問題,科技發展以及日益增大的競爭壓力遲早會影響到這剩餘10%的公司。
不同產業走向智慧工廠的發展水準是非常不同的。汽車工業顯然走在最前面,工業4.0已經在將近五分之一(18%)的公司
光寶科技(TWSE:2301)工業自動化事業部全球伺服新品ISA-7X發布會台灣場次已全數圓滿落幕,北中南三場次,累計參與人次逾300位,透過全台綿密的銷售網路,在全球布局的同時,札根本地市場,以光寶優異的工業控制產品及服務,攜手台灣眾多的中小製造業,走向轉型「智造」的第一哩路。
展望今年,光寶科技工業自動化將持續布局全球市場,面對工控市場競爭,光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰提及,「企業經營不再只是一場有限賽局,像籃球賽或棋局,競爭對手、遊戲規則、勝負結果一目了然,如今企業經營已轉變為『無限賽局』(The Infinite Game),所面對的挑戰沒有終點,企業能具
事實上,近年不少製造業主備感焦慮,生怕自己對智慧科技的理解太淺,導致數位轉型步伐太慢,與對手的距離愈拉愈遠,競爭力也愈來愈低,如今加上中美貿易大戰吹皺一池春水,讓全球供應鏈出現劇烈變化,無異一波未平、一波又起,使得經營變數增加許多;影響所及,製造業邁向智慧製造的心態自然更加急切。
為協助廣大
無庸置疑,人工智慧(AI)是現今當紅科技,當AI遇上智慧製造,會擦出什麼樣的火花?台灣IBM硬體系統事業部副總經理暨首席顧問陳俊傑表示,綜觀工廠內部各個環節,都非常適合導入AI應用,其間涵蓋視覺檢測、設備管理、工廠執行核心系統(例如缺陷分析與追蹤、分析製程效率、設備預防保養...等等)、敏捷生產計劃排程、環安等眾多範疇。
陳俊傑也指出,企業在AI化過程中會發現三件事:分別是「企業資料是分散的」、「資料科學家不足」及「執行 AI 不是容易的事」。有鑑於此,他建議企業必須有適當的應對策略,例如因應資料分散的趨勢,應將資料分析作業移往資料所在地,意即將雲端、Hado
眾所皆知,藉由技術演進,推動了第四次工業革命,使現代化製造商開始擁抱「以客戶為本」、「加速創新」和「提高靈活度」等理念,在此之中,聯網技術與全方位的資料策略堪稱重中之重,成為實現永續經營的必要關鍵。
台灣微軟資深協理馮立偉不忘提醒,此刻正夯的數位轉型議題,絕對不是一個技術的演進,而是商業模式的演進、只是得靠技術來加以實現。為幫助廣大客戶順利推動創新轉型,微軟於一年多前宣布投資50億美元,以期在各個產業建立IoT示範應用成果。
過去舉凡IoT、AI等數位應用,得透過雲端來實現,然而某些應用場景對網路延遲相當敏感,或需遵從法令限制,不見得適用
眾所皆知,近20年科技趨勢,已從PC、Internet、Mobile,迅速推進到IoT、Cloud、AI乃至邊緣運算,連帶導致商業模式生變。北爾電子市場開發經理何輔仁認為,隨著整體趨勢的影響,今後工廠尋求升級進化的關鍵,便是懂得挖掘與運用資訊、並有能力將之轉為視覺化,進而協助優化現場操作流程及執行維護計畫。
因此大家都熱衷擁抱IoT、工業4.0,但依據Gartner研究報告,高達六成的IoT計畫在概念驗證(POC)階段便宣告失敗,僅25%被視為完全成功。何輔仁解釋,從工業4.0來看,舉凡商業模式、數位化、分析、呈現等每一環節,處處充滿挑戰,有的企業連資料在哪裡
智慧工廠絕非一蹴可幾,且未來工廠的最大挑戰,並不在於技術革命,而是營運模式的改變,連帶造成對於傳統業務、生產乃至營運的衝擊。
四零四科技(Moxa)亞太區產品行銷經理夏宏豪表示,該公司有鑑於此,致力發展最完整的工業網路解決方案,從Field、Network、Management一路到Cloud,期望由下而上依序貫穿設備感知層、控制層、網路層、管理層、企業層與雲端層,協助客戶快速實現從邊緣到雲端的資料採集,及雲端到邊緣的智能規劃。
夏宏豪指出,很多中小企業導入IoT時最顧慮ROI,所以若能結合機器效能資料與企業財務數字,即可建立IoT效率典
製造業欲檢視智慧工廠、數位轉型做得到不到位,參數科技(PTC)物聯網業務發展總監王寶慶建議,不妨可參考ISA-95框架,假使某企業發現自己做的事,多偏向L4/5商業系統階層,例如導入ERP、SCM或PLM,便需要反思所做的事與智慧工廠的關聯性高低。
事實上,包括L1(PLC)、L2(HMI & SCADA)或L3(MES & MOM)等相對接近底層的層次,還有許多值得做的基本功。比方說許多年限已長的設備,有的缺乏通訊埠,其他就算有,究竟如何取出資料、或取出什麼樣的資料,在在都是惱人的問題;即使好不容易打通底層資料,事情還沒結束,因為從L1、L2
所謂自動化,僅僅是整個工業4.0藍圖的一部份,真正關鍵是系統整合!如何讓自動化控制變得極具彈性,無疑相當重要。美商英特蒙(IntervalZero)亞太區業務與行銷副總裁洪育浩認為,欲實現高彈性化生產,不宜繼續花大錢買控制器、長期飽受綁系統的束縛,而應藉助高開放性軟體平台,著手自製工業4.0高階控制器。
洪育浩指出,製造業思考未來智慧工廠的規劃,必須留意幾個重點,包括「綁系統?自選硬體及自控成本?資料連雲/網?多種開發工具?系統整合容易?及國際大廠使用的即時系統?」英特蒙著眼這些關鍵,悉心打造KINGSTAR智慧控制平台,其間重要的核心概念,係藉由高級即時系統、再加上CP
現今,愈來愈多工廠大量運用高解析高畫質攝影機搭配監控軟體,以達生產線穩定運轉、減少原料浪費、提高工廠安全等目標。然而欲透過這一方式推動工廠智慧化,少不得需要提撥可觀經費,用於購置高解析度攝影機、大容量儲存設備。
著眼於用戶痛點,擅長影像處理技術的光明遠大國際公司,發展一系列核心技術,該公司業務協理鄭承孟指出,這些核心技術包括「獨家的壓縮技術」,大幅節省儲存設備所需營運與維護成本;「極輕量影像串流」,網路傳輸1080P的RTSP碼流時,大降80%~90%頻寬負荷;「高清畫質完美呈現」,影像檔案壓縮後仍保有原本高清質量。另有「IoT串流應用」、「大數據資料庫應用」
智慧工廠蘊含四大特徵,首先將內部各種設備連結成網路,其次從各種不同角度獲取與管理點裝置相關的數據,再者營造工廠內部種種活動資訊的可視化,最終提升管理能力。泓格科技副理吳忠賢指出,上述特徵看似簡單明確,但在實踐過程,仍有諸多挑戰亟待克服。
比方說工廠可能在各時期引進不同的廠牌設備,缺乏標準化介面,而現今現場所用的PLC或PAC控制器,箇中組件未完全通用化,種種因素導致資料採集的介面趨於複雜,不利於資訊分享。因應這些痛點,泓格發展多項實用的解決方案,若在設備不支援通訊的情況下,用戶可利用Analog、Digital等I/O模組,取得三色燈、安全門狀態、模具開合、預熱狀態等資訊
台灣新創領域孕育著很多技術能量不錯的團隊,為讓這些新創與產業之間能增加更多的交流和合作,DIGITIMES打造D talk平台,也創造相當好的成績。2019年智慧工廠論壇台中場,DIGITIMES特別安排4家與台中製造產業屬性相近的新創公司輪番登場,發表與智慧工廠主題相關的創新解決方案,期望能讓這些新創與產業夥伴共同激盪新的合作火花,產生更多的效益。
利用雲端物聯網,快速邁進工業4.0
軟領科技客戶成功經理吳峻沂強調,物聯網在製造業數位轉型過程扮演關鍵要角,因此如何善用聯網技術加速工業4.0發展,無疑相當