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應用人工智慧於機聯網工具機技術之研發AI Assisted Manufacturing via Internet of Machine Tools
國立中正大學機械工程學系
特聘教授
鄭志鈞 -
智慧工廠創新影像應用解決方案
光明遠大國際股份有限公司
業務經理
歐陽健 -
AI助攻 智造知識傳承力
叡揚資訊股份有限公司
創新服務處 顧問
林立婷 -
運用技術動畫結合AR技術建構虛實整合智慧工廠
遠東機械集團〜發得科技〜
新產品開發部經理
蘇柏丞
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企劃專輯
結合智慧製造軟實力 助金屬製品產業升級轉型
遍佈在台灣中南部的金屬製品產業，堪稱是台灣發展歷程甚久的中堅產業，不僅產業鏈分工完整，凝聚性也很強，因而具有相當的國際競爭力，不論水五金、手工具、螺絲螺帽、鋁輪圈、扣件乃至高爾夫球頭，外銷表現都十分亮眼。
雖然屬於廣義的製造業範疇，但金屬製品業和電子業、汽車業或機械業相比，許多地方大不相同。首先在於「3K1Y」(危險、骯髒、辛苦、低廉)特性相對顯著，影響高階人才、年輕人的投入意願，隨著資深員工逐漸邁入退休期，因而面臨比其他行業更棘手的勞動力不足、技術斷層等難題。
其次一般製造業、尤其是電子業，生產良率相當高，動輒要計較99%過後小數點有幾
無縫協同平台 助製造業消弭經驗傳承鴻溝
眾所皆知，「接班人」是企業維持穩健營運的要素，遂讓「二代接班」成為現今熱門話題。但事實上除了經營階層的接班佈局外，現場操作人員的接班傳承也十分重要，只因它是確保工廠永續運作的關鍵；在此前提下，愈來愈多製造業者導入知識管理系統(KM)，期望讓老師傅腦海裡的寶貴知識，有計畫、有系統地釋放出來，保留在企業。
叡揚資訊創新生產力事業群顧問師林立婷指出，經由該公司與製造業者接觸與輔導過程，發現退休潮比想像來得可怕，不時可見老師傅已屆齡卻無法退休，或資淺員工被迫以3個月短暫時間、學習老師傅累積30年的知識；甚至有些業者透露，現有的全廠員工在15年內退休完畢，一個都不剩，顯
物聯網設備資安大進擊 晶睿與趨勢聯手強化製造系統安全等級
工廠系統中的營運技術(OT)系統過去為封閉性架構，只為內部製程所用，由於與外界隔絕，資安疑慮一直以來並不高，隨著工業4.0概念的興起，製造系統的資安問題逐漸浮現。2018年台積電因新購設備感染病毒，導致全台產線大當機，營收損失高達新台幣52億元，此事件讓全球製造業者開始正視製造系統的資安，不過晶睿通訊產品管理部產品經理張洋榕指出，目前絕大多數作法都在機台聯網的安全強化，忽略工廠中的聯網設備，如安控攝影機、網路影像錄影機、路由器等，製造業者一但疏忽，將會讓廠內的資安防護出現缺口，危及製造系統。
安控攝影機過去類比型態與工廠製造系統一樣，都是封閉性系統，因此對資安
ADI CbM系統精準偵測設備狀態 茂宣協助製造業智慧升級
經過多年的市場推廣，工業4.0近年來開始落地，而在所有智慧製造概念中，設備的狀態監測與預診是目前市場率先導入功能之一，透過此功能，工廠管理人員可由設備數據的即時呈現與歷史資料，掌握機台狀態。在類比訊號技術深耕多年的ADI(亞德諾半導體)，在工業領域也有深厚布局，茂宣企業經理翁翊翔指出，ADI近期推出的CbM解決方案，就可透過旗下的微機電技術，偵測機台設備中軸承的運作狀態，並將擷取到的數據數位化，提供給生產管理人員。
翁翊翔表示，生產設備是製造業最重要的投資，不過傳統設備維護通常只能靠廠裡的資深人員，憑藉之前累積的經驗決定機台繼續運作或是停機維修，這種做法除了難
透過自動倉儲與AGV改善物流 快速彰顯工廠智慧化成效
智慧工廠、工業4.0是製造產業的大勢所趨，亦是製造型企業未來生存與成長的關鍵；但不少人觀察到，近期這些議題的熱度似乎稍有冷卻，最大原因便是成本和效益之間出現失衡。
漢錸科技副總經理王嘉傳說，做簡單比喻，一顆2萬元的馬達，需要用一個3萬元的感測器來監測，難免有人覺得不盡合理；又或者，假設工廠過去投資百萬元換來千萬元產值，如今實施智慧化，好像投資兩千萬也僅維持千萬產值不變，這些問題令人心生疑慮、甚至卻步，因此他認為供應商或用戶皆須重新思考，如何讓智慧化投資有利可圖，否則偉大願景終將淪為口號。
「大家應回歸基本面，思考工廠改造的目的是什麼？」王
妙用安全遠端連線管理方案 推動製造業服務化新模式
回顧企業擁抱工業物聯網(IIoT)的歷程，期初僅透過儀表板掌握產線和設備狀態，近年隨著收集的資料量增多，加上大數據、AI等技術火熱，於是將期望值拉升到預防保養等更高層次，甚至建立製造業服務化營運模式。
四零四科技(Moxa)亞太區事業處工業物聯網解決方案處副理林昌翰歸納，企業導入IIoT的過程通常面臨三種挑戰。有的企業想收集多樣數據，但礙於工廠內有過多老舊設備，通訊協定架構太複雜，所以一開始就卡關。有的企業進入製造業服務化階段，但隨著其OT設備銷售到愈來愈多國家，如何有效維護大量分散的設備，可謂一大考驗。
再者以往工廠的SCADA僅呈現關鍵設備資訊，
仁寶積極布局5G、AI與MEC 加速智慧工廠落地
仁寶電腦針對5G技術及產品發展、因應智慧製造等多面向的產業應用積極布局，率先於今年推出5G通訊模組及5G無線路由器等產品，拓展產業應用之外，亦積極布局多款行動裝置、工業AR眼鏡及企業智慧製造轉型對無線網路的應用，以滿足工業環境下裝置互聯和遠端互動應用需求。同時與遠傳電信合作，共同以「5G先鋒隊」引領工業物聯網、智慧城市、車聯網產業鏈，產品也將自下半年起陸續出貨，預計到明年放量，全力布局5G商機。
儘管5G目前在多數國家尚未商轉，但已備受各界關注。與4G大不相同的5G技術所帶來的高頻寬、低延遲、大量連結傳輸等特性，可大規模提升企業所面臨的管理與效率等問題，預期也將改變產業結
引用獨特影像技術 工廠管理難題迎刃而解
現在有愈來愈多的工廠，藉由高解析攝影機和監控軟體的輔助，來確保產線穩定運轉、降低原料浪費、增強工廠安全。光明遠大國際業務部經理歐陽健指出，具體來說，工廠仰賴影像技術的程度日趨提高，係因有一些難題，適合透過影像處理的方式來解決。
首要的難題與2K/4K高解析攝影機的應用相關，只因在頻寬上需使用到6~8Mbps，導致影像檔案過大、儲存空間需求過高。其次許多電子工廠兼有前段SMT製程、後段燒機製程，包含前面的迴焊爐與後面的Burn-in過程，都可能出現異常溫升，可藉由熱感應監控方式掌握這些現象。再者舉凡產線監控、庫房管理，及出入口人員管理，基本上都落在典型影像監控應
採用預測性維護方案 消弭無預警停機夢魘
工業4.0興起，帶動全球製造業智慧化趨勢，開創一個跳脫製造系統內部變革，需要結合外部物聯網、大數據、AI等技術的全新進化模式，在此之中，物聯網尤其扮演關鍵要角；近年愈來愈多企業將工業物聯網(IIoT)技術導入工廠，期望藉由感測與通訊技術偵測機台，使後端管理平台即時掌握設備狀態，從而發揮設備預診功效，避免設備無預警停機，從而實現減少產線營運損失、提升稼動率等多重效益。
回顧過去，業主多採用定期維修方式維護設備，固定時間一到，就著手進行維修，但這般模式頗值得商榷，只因各機台的運作頻率不固定，若短時間內過度運作，可能維修時間未到、設備就已故障，所以無法完全消弭業主最
佈建IIoT感測器 打好智慧工廠之基底
隨著工業4.0概念興起，製造業紛紛推動數位轉型，希冀讓傳統工廠進化為智慧工廠；不可諱言，在轉化過程中，感測器資料是至為重要的決策依據，只因它能切實反應生產過程的所有真相，由此可見如何有效部署工業物聯網(IIoT)感測器，可謂製造商最重要的基本功。
泓格科技計劃處經理林千博表示，所謂工業4.0或IIoT，係以工廠為出發點，工廠的廠務、製程等管理者皆有亟待落實的工作目標，箇中蘊含許多Know-how，只有他們最清楚，科技的價值，便在於提供足夠數據資訊，協助這些管理妥善執行工作任務。
舉例來說，多數廠房內都有老舊機台，如今業主為實現工業4.0，
中正大學智慧型切齒機助攻台廠搶訂單
以往各界談論智慧機械時，總是聚焦在工具機，但還有其他更有利可圖的創新突破點、值得台灣耕耘，齒輪機便是一例，而國立中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心發展的「F280六軸同動螺旋傘齒輪加工機」就是絕佳範例。
中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心主任劉德騏說，該中心長期專注研發先進傳動科技與精密齒輪生產設備，兩年多前以「智慧製造虛實系統整合技術--五軸數控重切削戟齒輪加工機開發」為題目，申請科技部新型態產學研鏈結計畫獲准，於今(2019)年4月執行完畢，產出F280切齒機研發成果。
劉德騏表示，該校研究機密機械至今已長達25年，研發能量從期初的元件，
KINGSTAR訴求高開放特色 自製工業4.0 CNC控制器
製造業一直都是台灣的經濟命脈，其產業生態圈、產業鏈等都非常完整，尤其台灣工具機出口，於2018年已經躍居全球第4位。然而，「控制器」始終是台灣供應鏈中最欠缺的一環。無論是傳統製造業或高科技產業，其控制器多為FANUC、西門子、三菱等國際大廠品牌，台灣廠商自製的產品並不多，或多為低階控制器，而國外廠商在此一領域的切入時間早，技術早已成熟且品質較高。
美商英特蒙台灣分公司亞太區業務與行銷副總裁洪育浩坦言，以台廠目前的實力仍無法取代，現在可以採用高整合性的開放式PC平台，業者將可依本身需求，人人可以自製工業4.0 CNC/自動化控制器。
洪育浩以該公司的K
論壇報導
智慧工廠論壇高雄場 引導企業順利整合OT/IT/CT
今天是傳統產業與流程創新相遇、製造自動化與智慧化融合，及生產在地化與全球化衝撞...等衝擊紛至沓來之際，使製造業者面臨莫大轉型壓力，不容許繼續墨守成規。因此許多製造業者都亟欲尋求好的方法，能憑藉觀念的創新、技術的融合、產業鏈的衝撞，從而實現「未來工廠」，練就更好的回應能力，以便於從容因應即將、或已來的契機與挑戰。
為此DIGITIMES於10月下旬將D Forum智慧工廠論壇的觸角，延伸到了高雄地區，希冀透過產、學、研跨界專家所呈現的十場精采主題演講，引領南台灣的製造業者探索如何立足於OT端既有經營基礎，進一步結合IT和CT領域的種種能量，包括雲端、大數據、物聯網、人工智
結合感測器、大數據及AI演算法 打造自主化主軸
當前許多製造業者，皆期待推動生產機具智能化，以提高生產效率、品質或降低對高階生產設備使用之技術門檻(例如減少對於老師傅的倚賴)；所以亟思找尋一套好方法，將人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、數據分析等技術融入機台，展現良好智慧化功效。
國立中正大學機械工程學系特聘教授鄭志鈞表示，回顧近十年生產機具技術演變，在機構部份改善幅度很有限，反觀控制、感測、資料處理端則進步較多。大體來說，近十年來OT端(含MES)諸如加工參數優化等進化，其中一部分是拜OT和IT融合所賜，另一股助力來自CT通訊技術，靠著網際網路、無線感測等技術蓬勃發展，有效解決過往拉線不易、頻寬不足等難
循序推動四大進程 一步步開啟智慧製造應用大門
現今包括大數據、人工智慧(AI)、AR/VR、雲端、物聯網(IoT)、機器人等多元化數位科技，已全面融合到各產業，其中包含製造業。惟研華工業4.0行業發展專案經理陳彥鳴透露，訪廠過程不時感受到客戶的焦慮，只因數位化有太多事要做，即便做到每一環節，又難以將所有環節順利銜接。陳彥鳴歸納，製造業之所以投入數位化，不外乎因應四大挑戰，包括生產效率的瓶頸急待突破、產品品質之提升、報廢率及人力之降低。
近年來「工業4.0」被視為解決前述難題的藥方，但工業4.0、3.5、3.0...後面數字其實不重要，重要的是導入背後所代表的意義及效益；比方說若智慧製造成熟度低於3.0，就
簡化互連互通及優化工業骨幹網路 加速IT與OT整合
工業物聯網(IIoT)促進產業的數位轉型，但同時也帶來互連互通上的挑戰。對此四零四科技(Moxa)工業物聯網解決方案處市場開發經理林昌翰指出，該公司有鑑於此，以累積30餘年的OT經驗為基底，發展IT-OT-IIoT連網整合解決方案，協助企業更快實現數位轉型。
林昌翰強調，一直以來IT、OT處在兩個不同世界，OT須管理實體設備與生產相關技術，確保生產的穩定、效率和安全，反觀IT負責確保企業相關軟體、網路、資料庫之安全穩定運作。基於IIoT應用，現在IT需要OT的協助提供大數據以執行分析，而OT亦需取材IT分析結果來優化現場營運，所以雙方必須緊密合作。
透過創新影像方案 大幅提升智慧工廠效率與安全性
綜觀智慧工廠相關創新影像應用場景，一般分為兩大主軸，其一是入口或大廳等公共區域、周界圍籬、庫房管理，另一是產線監控、人員及車輛管理。問題來了，隨著攝影機解析度需求愈來愈高，從1080P、4MP、6MP、4K上看8K，保存時間動輒延長至半年、一年，如何突破頻寬與儲存瓶頸？
光明遠大國際業務部經理歐陽健指出，該公司為協助企業化解上述難題，已提出完善系統架構，企業只要眾多網路攝影機(IPCAM)接入光明遠大國際獨家設計的VCG/VCT影像智慧壓縮閘道處理器，即可發揮最高達90%影像壓縮率、且維持高清畫質；如此假設在H.264格式、1080P解析度條件下，原本需要5M
知識管理帶領員工順利渡過智慧工廠摸索期
談到製造業數位轉型，多數人最先想到的是廠內產線設備升級，成為智慧工廠；在這段製程升級的摸索期，人員是否跟得上？是否提升解決問題能力？是否能迅速排除異常？是否兼顧品質與產能？考驗團隊的技術能力有沒有跟上設備一起升級，這正是知識管理被規劃在智慧工廠藍圖的主要原因。
叡揚資訊創新服務處顧問林立婷表示，越早規劃知識管理對企業營運越穩定，曾遇過即將退休的資深技術長，因對公司不滿，交接時總是對核心技術輕描淡寫帶過；另一種更可怕，因流動率低，預估15年後全廠一起退休！所幸透過叡揚Vitals ESP知識管理系統助攻，適時以「神奇密碼3.3.30」化解危機，讓到職3個月的新手
HMI不僅是IoT閘道器 更進化為自動化控制推手
一直以來，許多人將人機介面(HMI)視為「機器的臉」，即機器設備的操作窗口；但北爾電子產品管理與支援部副理蔡稚華說，該公司藉由新一代人機介面的推出，已讓HMI角色延伸至機台控制、中央監控或輕量SCADA應用等不同環節，稱得上是開放式邊緣閘道器(Open Edge Gateway)，足以扮演自動化控制的推手。
蔡稚華指出，早年HMI擁有文字型顯示器、功能鍵設定、巨集功能、直覺化設定與應用等基本功能，如今一舉納入圖形化顯示器、觸控式螢幕、開放式程式設計、資料處理、網路功能、機聯網等豐富進階功能，不僅支援傳統OT通訊協議，更支援現代大家認知的IT通訊協議，如OPC
活用IIoT感測器 加速建構智動化工廠
在今(2019)年初，泓格科技透過D Forum台南場智慧工廠論壇，介紹無線無源的新世代資料採集方案，讓在場聽眾印象深刻。時值歲末年終，該公司現身相同活動場合，但不談產品、僅談案例，期望透過另一種論述方式，引領聽眾知道如何部署IIoT感測器、打造智動化工廠。
泓格科技技術服務部經理林千博表示，他分享的第一例出現於被動元件製造領域。基本上被動元件製造商需要因應批次爐、高溫燒結爐等製程設備，配置紙本記錄器，確保製程中所有的生產參數時時刻刻被記錄下來，確保製程正確和品質良好。
某天國外客戶訪問該被動元件廠，針對現今仍未採取電子化方式記錄生產參
妙用自動化軟體平台即時系統 打造工業4.0高級控制器
大多數人日常生活中，除了手機之外，最常用的3C產品應該就是搭載多核心CPU的電腦；您可曾想過，平凡的電腦如何華麗變身成為工業級控制器？透過美商英特蒙KINGSTAR平台與內建的RTX64即時作業系統，便可神奇地將筆記型電腦、桌上型電腦、IPC等裝置升級為工業4.0高級控制器。
美商英特蒙亞太區業務與行銷副總裁洪育浩表示，過往許多台灣企業慣用一些大廠的通訊與系統，例如三菱、安川、西門子等，因為獨家的通訊皆會綁系統、綁客戶。一旦選用了這些大廠的通訊，日後要擴充、升級，都離不開這家廠商。如今透過KINGSTAR開放平台並結合EtherCAT總線的優點，企業將有機會擺
啟用智慧影像方案 實現創新監控應用
針對企業日常安控營運，經營者最在意的點，在於能否避免設備或材料損失，員工最在意的點，則是能否確保自身安全。AXIS台灣安迅士業務經理賴允承說，歸納不同角色的考量，即可列出企業經常面臨的安控挑戰，包括如「可疑人士徘徊軌跡時間」、「人員進出門禁管理」、「職業災害的預防」、「火災及環境狀況異常警告」、「設備運作狀況」、「了解生產物品狀況」及「多個獨立系統的連動」。
AXIS所提供的智慧影像解決方案，由廠房外部到內部的角度來看，可先透過周界防護偵測、門禁管控、安全設備檢測、意外偵測等「智慧安全防護」機制，有效保障員工及設備安全，甚至分析員工行為、物品狀況，並能整合觸發
活用AR與技術動畫 構築虛實整合智慧工廠
創立於1949年的遠東機械，迄今邁入70年，是國內最老的工具機廠。因應第三代接班，前一代領導人認同後輩針對服務方面的佈局規畫，不再一味降低成本，轉而重視創造價值，例如提供給客戶一些加值服務，改變做生意的模式。
遠東機械集團發得科技新產品開發部經理蘇柏丞指出，欲創造價值，務必先打好智慧化基底，回顧過往重要的里程碑，包括2014年導入AVM自動虛擬量測技術，2015年實施數位雙生(Digital Twin)、勵行產品數位化，宣誓從2D全面走向3D，連一根螺絲釘都做3D建模；2016年該集團將第一條智慧化生產線輸出歐洲，裡頭不只涵蓋設備，也包含系統(HMI、機械手臂
