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「無人現場」的工業4.0:We JUMP將人類行為數據化 專攻石化、半導體AR應用

We JUMP團隊合影。We JUMP提供

工業4.0早已是時興將近十年的詞彙,而不論是先前的物聯網、或現今讓傳輸更快速的5G熱潮下,工廠應用都愈來愈重視「物與物」的高度連結、高度自動化,「無人工廠」一詞也因而問世。

然而,專注於AR工廠應用、協助企業建置智慧工廠建模和主動式互動平台的旺捷智能感知總經理林閔瑩卻不認同「無人工廠」一詞,「工業4.0應該是『無人現場』,儘管人類退到後端,卻能做更有價值的事,因此發展工業自動化更應該關注『人』。」

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旺捷智能感知(股)總經理林閔瑩。We JUMP提供

成立於2014年的We JUMP,藉由提供AR視覺化與人類行為數據化管理,目前服務客戶遍及台灣石化業與半導體業領域的知名企業,包括:南亞、台塑石化、台灣化學纖維、亞東石化、台積電等,發展至今也早已是台北市政府重點扶植新創團隊之一。

從商業轉向工業  在文化裡找到工廠的剛性需求

很少人知道,一開始投入AR時,We JUMP並非鎖定工業市場,反而一度看好AR商務行銷應用。然而,隨著該領域競爭者愈來愈多,市場也從生機蓬勃的藍海變成眾人廝殺的紅海,因此成立1年後果斷煞車,轉往工業應用發展。

為何短短時間內,就能立即決定轉移業務重心?這個幾乎清一色都是技術背景出身的12人團隊,其技術長姜博識卻從社會文化角度給了答案:「工業的確是AR剛需市場,但這其實與文化有關。現在多數AR裝置還是主攻專業環境的專業使用者,就是因為在日常情境下,我們無法接受迎面而來路人戴著AR眼鏡分析自己;而在工業環境下,這樣的分析工具卻廣受歡迎,因為能讓工作效率大幅提升」

從文化面體認到技術的「應用界線」,再從技術面挖掘到工廠的「文化需求」,We JUMP於是先從工安切入,透過AR擴增實境、AI人工智慧「雙A」技術,打造視覺化的主動式互動平台,甚至延伸出HAR(Human Activity Recognition)服務,以辨識、預測工廠裡操作人員的行為,並應用於AR維修、AR工廠巡檢操作、AR教育訓練等工廠場景等。

從工安邁向製程:把人類行為通通「數據化」

當有了AR視覺化輔助,人類能更準確操作機械設備。舉例來說,半導體設備管線極為複雜,即便老手也可能在維修時不小心拆錯部位;若戴上AR眼鏡,可看到設備管線的解體圖,並明確指示出需維修的機器部位,降低出錯機率。

除了圖像化引導,也可戴上結合感測器的手環,透過HAR系統辨識操作人員動作並引導標準作業程序(SOP)。例如,半導體機台通常擺設於高壓電區域,維修人員檢查前的SOP是:先斷電,再拿著接地棒接地後才能打開機台,避免地面有殘留電壓。如果手拿接地棒卻忘記正確接地,手環將立即辨識到缺少「接地動作」,並緊急在AR眼鏡示警。

而HAR系統不只能降低工安意外,更能優化製程,這背後秘密即是:將人類行為通通數據化。姜博識指出:「把產線各個流程都記錄下來後,不僅能用來控管人力,也能作為通盤SOP檢討。從這些數據中,如果發現某個流程不論誰來操作都會出錯,就代表得更換設備或更換SOP。」

行為、流程數據化,也意味著企業的「資產」能夠代代相傳。製造業的一項重要資產是「工廠生產線」,但以前如果詢問不同資深工程師同一個製程的問題,往往得到不同版本答案;若能把產線流程數據化,不只有助於生產品質管理,也能保留並傳承這項重要資產。

先定義工廠問題 再考量傳輸分配

隨著強調大頻寬、低延遲的5G步入商用化,也帶動邊緣運算需求,各界更積極尋求相關應用商機,而工廠、醫院等封閉式空間也躍為熱門5G應用領域。但We JUMP並沒有跟著潮流大談「5G智慧工廠」,反而認為應該先定義工廠現場問題,再考量如何分配傳輸。

「低延遲很棒,但並非所有事物都需要低延遲。」姜博識表示,對工廠管理來說,或許技術可以實現即時回傳所有第一線人員的操作影像,但對管理者而言,只傳輸每項SOP確認畫面,反倒更有效率。

因此,比起關注5G的大頻寬或低延遲特性,他認為更重要的是思考「如何分配傳輸」。在工廠環節裡,若雲端與邊緣端相互搭配,需要快速反應的資料可以在邊緣端先完成運算,而那些不具時效性、但仍有長期重要影響的資料,則可以留在雲端。

「雖然邊緣裝置持續進步,但終究難以與功能強大的PC端匹敵。」以動輒有數十萬面的工廠CAD圖檔為例,如果毫無修改就全部放上邊緣裝置,邊緣端將難以負荷。他認為理想狀態是:當傳輸能力更強的5G普及後,就能讓PC端擔起運算任務,直接搭建場景並傳輸圖檔,再讓AR眼鏡執行「顯示」任務即可。

「能力愈強,責任愈大」是廣為流傳的電影台詞,但在科技領域,儘管硬體走向輕薄化,但與同期產品相比,「性能愈強,重量愈重」仍是鐵律。因此,與其爭相競逐5G特性,不如妥善分配傳輸需求,也能降低AR眼鏡的耗能與重量,加速AR眼鏡的普及之路。

「無人現場」的工業4.0:讓人類專注在更有價值事情上

自從德國於2011年提出「工業4.0」一詞,往後將近十年裡,工廠應用也愈來愈關注設備自動化、流程智慧化,「無人工廠」詞彙因而問世。然而,再怎麼高度自動化的廠房仍舊少不了人類,但在這些論述裡,「人」究竟去了哪裡?

「工業4.0不是『無人工廠』,而是『無人現場』,也就是:讓人退到後端,去做更有價值的事情。」林閔瑩認為,當未來產線上機器人愈來愈多,人機協作議題裡反而得更關注「人」。

而要關注人,依舊得從「數據」出發。「在人機協作上,可以透過程式調整或修改機器的效能;但如果要調整『人』,反而非常困難。」她指出,工業4.0雖然已推行數年,或許工廠已蒐集不少機器數據,卻缺乏「人類數據」;而將人類行為數據化的HAR系統即是扮演數據資料庫角色,藉由優化未來工廠裡的人機互動,將傳統的工人智慧提升為「智慧工人」。

從商業轉向工業、從工安邁向製程,We JUMP期望透過AR、AI應用結合人類行為數據化管理,除了讓工廠各個流程環節可以「被看見」,也讓人與機器的互動可以「被關注」甚至「被記錄」,並成為未來工廠的指南。


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