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練就智動化功力 製造業者逆中求勝

愈來愈多製造業者決意加速智慧自動化與數位轉型,以期建立高品質決策機制,DIGITIMES「2022年智慧工廠論壇」,日前於兼具高科技及傳統製造聚落的臺南舉辦。DIGITIMES

毋庸置疑,現今對於全球製造產業而言,無疑是多空情勢撲朔迷離的時期,一來係因COVID-19(新冠肺炎)疫情如歹戲拖棚、至今仍未停歇,使得全世界供應鏈依然動盪,二來則因烏俄戰事引爆通膨,讓製造業陷入景氣下滑窘境。

歷經近年來全球政經形勢變化之衝擊,迫使愈來愈多製造業者決意走出舒適圈,希冀加速導入智慧自動化與數位轉型,以期建立基於AI大數據分析的高品質決策機制,好讓自己洞燭機先,即便亂局將至也能採取正確應變措施,維持生產效率、品管於不墜。為此DIGITIMES悉心籌劃「2022年智慧工廠論壇」,日前於兼具高科技及傳統製造聚落的臺南,舉辦「智慧升級、智造未來」夏季場活動。

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成功大學製造資訊與系統研究所助理教授王宏鍇,以「最佳化生產排程」為題,分享智慧工廠應用案例。他採用多母體基因演算法解決半導體排程問題。DIGITIMES

銳泰精密工具於2021年起推動a.c.e.Solution。產品部經理黃瑞慶表示,a.c.e.相關作業,重構製品、品質、設備、倉儲管理,開發手動排程工具以改善生產計劃與現場實際投產間的差異。DIGITIMES

英特蒙的KINGSTAR是最開放、最經濟、最彈性的軟體自動化平台,用一台電腦即可整合控制機器人、工具機及AOI檢測機。DIGITIMES

研杰科技與PTC合力推廣的DPM數位績效管理方案,可協助用戶快速找到問題且即時改善,進而提升OEE與生產效率。DIGITIMES

誰說5G是手機的專利?仁寶集團的皇鋒通訊,展示5G MiFi、5G Dongle、5G-NR Sub 6 Router等適用5G專網工業應用情境的多元產品。DIGITIMES

阿里雲攜手海爾雲端,共同展示隨選雲服務、不間斷直播平台、網路攻擊防禦、全球網路加速等數位轉型方案。DIGITIMES

蓋亞成立僅7年,但兼具雲加速、雲計算、雲防禦一站式服務能量,且藉由24/7雙語線上客服,隨時閃電響應客戶需求。DIGITIMES

台塑網提供FPG智能監控系統,標榜可從能耗管理切入、達成淨零碳排目標,幫助企業有效提升節能力和永續力。DIGITIMES

隸屬樺漢集團的超恩(Vecow),透過VHub一站式服務平台,推出機器視覺、EMS、AMR開發等Edge AI方案,加速實現智慧工廠。DIGITIMES

勤逢實業為「明緯電源方案的專家」,可協助銷售逾萬種高CP值標準品機型,幫助用戶快速實踐各項智慧廠區應用。DIGITIMES

洛克威爾提出Rockii全新方法,引領企業實踐標準化、模組化/可規模化、能源管理策略及合規性,開創永續數位生產力。DIGITIMES

利用數學演算法,求解半導體最佳生產排程

成功大學製造資訊與系統研究所助理教授王宏鍇,以「最佳化生產排程」為核心,分享智慧工廠應用案例。

其中最引人入勝者,便是運用多母體基因演算法解決半導體排程問題。他指出,基因演算法依序涵蓋編碼、交配、突變、解碼與評估、選擇等五大步驟;在反覆的世代中,利用交配與突變產生不同的可行解,最終求得最佳目標值。

深究半導體排程問題之複雜,難在須將大批貨安排至眾多機台生產,但礙於並非每批貨都能由所有機台加工,徒增進機順序排定的困難;更棘手的是產線上有「等待時間」限制,若無法在5分鐘內進機、該批貨就會遭到報廢。

為此王宏鍇所屬研究團隊考量每批貨加權完工時間、超過等待時間限制的總時間等主要目標式,再盱衡生產線上的實際限制式(包括最大等待時間限制、機台狀態、相同工件在不同機台的加工時間互異、各工件的前置時間與各工件到達時間),嘗試以LINGO求解MINLP模型,並以C++程式求解HGA,再比較LINGO和GA的效果;證實當問題規模大於15個工件數與3個機台時,LINGO無法於一天內求解完畢,但GA僅需1秒即可求得滿意解。

王宏鍇說,前述研究是基於單站點的擴散區製程,未來規劃擴展至半導體產線的其他區域,甚至考量到諸如爐管和蝕刻製程等批量生產排程問題。

打造永續數位生產力,建構差異性利基

台灣洛克威爾(Rockwell)智慧製造應用開發顧問Ming Lin指出,製造業正面臨成本上升、利潤下降的壓力,數位轉型勢在必行;尤其隨著ESG議題重要度攀升,轉型成敗更成為能否搭上領頭供應鏈列車的關鍵。

「所謂數位轉型,絕不只是設備連網蒐集數據,」Ming Lin說,企業唯有打造永續數位生產力,才能做出差異性。永續數位生產力的養成,主要奠基「標準化」、「人才賦能,專注專業」、「無紙化」、「安全有效率的工作環境」、「能源管理策略及合規性」及「模組化 / 可規模化」。

為此Rockwell推出Rockii方法論,讓企業借助從OT到IT的Low Code / No Code資料整合介面,透過AI/ML結合專業知識賦能分析,得以管理能源數據、梳理碳足跡,加速解決生產及營運痛點。

憑藉優質電源產品,支撐智慧廠區應用

勤逢實業公司明緯PM黃浚峪表示,明緯是全球少數主攻標準品電源供應器的製造商,標準品機型逾萬種,有助客戶快速取用高性價比電源,滿足各式智慧工廠應用。

黃浚峪介紹一系列適用於智慧廠區的明緯電源產品,包含用於AGV的逆變器,用於機械手臂的交換式電源供應器,用於燒機系統、雷射製程的系統電源方案,用於消防照明緊急疏散、停車場柵欄、環保排煙、天然氣監測、有害氣體監測、溫濕度監測的機殼型電源。

至於明緯充電器產品,具超寬壓自動偵壓充電的獨創專利技術,且內建CANBus通訊介面,則適用於移動式起重機、自主移動機器人、工業級吸塵器等應用情境。

鞏固資安防線,捍衛智慧工廠雲端應用

蓋亞資訊資深業務經理徐琬婷指出,蓋亞是雲端資安專家,亦是台灣唯一通過CNCF認證的Kubernetes(K8s)與混合雲服務商與講師,可提供運算、加速及防禦等一站式雲端整合顧問服務。

綜觀蓋亞針對K8s、CI/CD提供的服務可謂齊全,像是基於專案管理、版本控制需求的GitLab;掃描開源碼漏洞的Synk;實現部署自動化的Terraform;防範外部入侵與DDoS攻擊的Imperva等。

全景軟體業務處副總經理陳俊良,也站台闡述全景的智慧工廠資安方案。其中身分認證部分涵蓋多因子認證、FIDO行動快速認證等重點方案。電子文件部分包含具線上簽署功能的電子簽名系統,適用於流程繁雜情境的電子證明文件系統。供應鏈安全方面則有簽章加密系統、電子識別證、安全連網電腦。

借助AI視覺,精準追蹤生產履歷

阿里雲智能國際產品解決方案架構師Rick Lin認為,AI不僅協助工廠解決Routine事務,還可帶來更大效益;例如組裝工廠可利用AI視覺檢測技術,辨識現場組裝行為是否合乎既定SOP。

阿里雲隸屬阿里巴巴集團,長年吸取不同業態經驗,輔以集團內達摩院的AI研究資源,故成為最能協助工廠邁向智慧化的公有雲平台。以視覺技術而論,阿里雲擅於一步步引導用戶憑藉少許樣本(100~200張照片),快速訓練出逾九成準確率的模型,從而支持工廠巡檢識別、鋼管複檢、金屬加工表面缺陷檢測、鋰電池蓋板缺陷檢測、PCB表面缺陷檢測等應用場景。

企業更可進一步利用阿里雲的數據中台、智能決策中心、工業互聯網平台等解決方案,迅速強化數據處理核心,建置完善的生產履歷。

藉由5G裝置,加速智慧應用與遠端協作

皇鋒通訊銷售總監陳柏州說,現今大家熟悉的5G終端設備僅手機或NB,其實已有適用於工廠或巡檢用途的5G裝置。

由皇鋒代理的APAL自有品牌,已供應數款5G產品。例如採用高通X55晶片的5G MiFi,可轉出Wi-Fi信號,同時為最多30台設備提供連網服務,其帶有彩色觸控螢幕,供密碼輸入、設定管理之用。其次是全球首款跨裝置的5G行動網卡,具隨插即用、免設定、方便連線等優勢,且擁有獨家散熱技術及智慧風扇。

工廠設備以前靠Wi-Fi連網,現在若已建置5G專網,頻寬變大、延遲變低,再配合機器人或AGV連接5G Dongle,可望實現更精密的排程或動作設計。另可搭配內建智能系統的穿戴裝置,即時協助操作者排除問題,並驗證和紀錄解決過程,以降低錯誤率。

以智能監控為基底,落實企業減碳路徑

台塑網科技CIM事業群智能服務處專案顧問李建霖說,要做數位轉型,須從數位化、數據化起步,為後續品質預測、即時戰情看板打好基礎,接著才有依據實施控制,實現製程優化。

儘管坊間有不少儀表板方案,但台塑網可提供獨特的三位一體戰情看板,上層為企業總部看板,可宏觀檢視全集團所有廠區現狀。中間為生產廠戰情看板,呈現單一廠區的設備、產量、良率等狀況。底層為生產 / 保養課的看板,呈現更細部的資訊。

台塑網智能監控系統,涵蓋設備管理、生產管理、預測管理及能耗管理四大面向。其中能耗管理以ISO 50001為版型設計基礎,內含能源管理、碳排管理等重要模組,旨在協助企業落實減碳路徑與方案、達成淨零排放,迎合ESG浪潮。

善用軟體控制器,輕鬆推動各種工業應用

美商英特蒙(IntervalZero)台灣分公司亞太區業務與行銷副總裁洪育浩說,基本上每台設備皆有控制器,但英特蒙改變這個慣性,讓每台設備變成一支程式,意即只要用一台電腦,即可精準管控多項設備功能。

洪育浩指出,全球許多大廠都依賴英特蒙的RTX64即時作業系統,只因它可在Windows電腦上執行,但即使Windows OS當機、RTX64仍繼續運行,且具有百萬分之一秒的精準度。

KINGSTAR是基於RTX64的軟體自動化平台,亦是最自由、最經濟、最彈性的智慧控制平台,用戶只要利用標準工業電腦,便可同步執行運動控制、機器視覺、Soft PLC等眾多功能,使它們像是即插即用的App;且用戶無需懂EtherCAT,不必做設定,就能輕鬆啟用這些App、滿足IIoT應用需求,且省下30~60%硬體成本。

藉由一站式平台,加速開發Edge AI應用

超恩(Vecow)台灣區客戶經理范斯閔指出,Vecow於2018年加入樺漢集團,被賦予AI影像、EV / 自駕車等新定位,順勢催生VHub平台,期盼藉由靈活的軟硬整合利基,協助企業解決Edge AI開發痛點。

VHub系列方案包含三大主軸。首先是機器視覺應用開發,一來利用內建逾200個預裝模型的AI Developer,協助企業快速執行PoC或小規模應用,二來透過AI Developer Premium方案,讓用戶加速完成影像標記、模型訓練、邏輯設定與驗證等歷程,完成應用的導入。

其次為容易安裝、快速導入的EMS能源管理方案,搭配非侵入安裝的無線鉤錶,完整收集耗能設備的用電情況,以利執行管控。再來是ROS Premium企業級AMR開發套件與平台,藉由一站式開發流程,讓企業快速開發、順利部署及輕鬆運行AMR。

導入DPM新觀念,促使OEE有效攀升

研杰科技總經理張振忠說,研杰於2021年成為PTC銷售與技術夥伴,期望運用PTC的Kepwre、ThingWorx、DPM等方案,幫助製造業實現數位轉型的第一哩路到最後一哩路。

Kepware為OT機器聯網平台,挾著龐大的設備連接數與資料處理量,可擔任OT與IT的單一溝通窗口。ThingWorx為物聯網應用軟體平台,可整合多種系統、資料與多種加值應用,讓企業數位轉型之路更順暢。

DPM為PTC與麥肯錫合力研發的數位化即時生產績效管理系統。對此PTC台灣IoT技術顧問呂家懷說明,OEE對製造業影響至鉅,OEE越高、資本回報率越高,但礙於一些盲點與假象,導致企業難以追求真實OEE;。此時可借助DPM時間損失管理概念,從設備可用時間範圍裡找出問題點,從而改善生產節拍並突破瓶頸,提振生產效率。

銳泰得力於a.c.e.Solution,生產力大躍進

銳泰精密工具產品部經理黃瑞慶表示,銳鼎科技隸屬銳泰集團,原為IT部門,負責推動銳泰的自動化與數位化,2013年成為獨立公司,致力系統整合、軟體開發方向,並於2021年起推動a.c.e.Solution。

為優化既有系統模組、並提升跨系統整合度,銳鼎開啟a.c.e.相關作業,以正確、方便、簡單為初衷,重構WIP在製品管理、QMS品質管理、EMS設備管理、WMS倉儲管理,且同步開發MST手動排程工具,以改善生產計劃與現場實際投產之間的差異。

a.c.e.透過內部核心的運作,調度各項模組之間的管理性資料。其中各項模組既可獨立運作、亦可整合串接,達成1+1>2效果;另可透過API或資料庫方式整合ERP等第三方系統,以獲取必要資訊。導入a.c.e.後,銳泰的稼動率提升25%,準時達交率提升50%,異常處理成本下降32%,並可隨時掌握即時的生產資訊、機台狀況,可謂成效卓著。

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