雲達
社團法人台灣電子設備協會
 

工業4.0趨勢帶動 工業智慧監控市場快速成長

為了提高效率,降低成本,增加營收,製造業對於各種智慧監控技術的需求非常高。WIKI

隨著各種感測技術的發展成熟,智慧監控產品及應用的成長也相當快速。如在工業感測器方面,根據工研院估計,在「工業4.0」趨勢帶動下,將使工業感測器全球產值由2016年的25.4億美元,成長至2025年的64.3億美元,CAGR可望達到11%的高成長水準。

製造業對智慧監控需求高

智慧監控產品的市場與技術領域相當廣,舉凡家用、交通、治安等有相當高的應用價值,但因為應用在工業方面,因為可以對營運帶來正面幫助,企業導入的動機相對也比較高,也讓工業領域的智慧監控產品發展更為快速。

智慧監控之所以對製造業特別重要,主因在於製造業的數據量不僅橫跨各流程,更加上機台、感測器、影像、資訊系統等多種資料來源,更具有非同步、快速產生、異質、量大等特性,使得資料在收集、處理、分析及應用的過程面臨挑戰。

加上過去工廠內部動輒數百甚至數千個生產機台長期運轉,大多仰賴人工監控機台,查找低效肇因,不僅耗時耗力,更因缺乏對整體產能、效能、品質與瓶頸問題的通盤了解,都讓製程狀況的能見度非常低,也讓能夠協助業者有效提升生產效率及管理透明度的智慧監控技術,顯得格外重要。

如資策會研發的「通用型製程大數據即時分析系統」,可以在看似毫無關聯的巨量數據中,找到影響的關鍵因子及關聯性,運用即時串流分析技術,立即回應與分析產線上的每筆數據。並在考量設備穩定性、製程變數群與製程效率之關係的前提下,提高模型細緻度,主動察覺狀態的改變,提前預測並提升準確度。

透過智慧監控技術,業者不僅可以更有效的運用製程大數據,掌握製程快(算得快)、狠(規模大)、準(數據精確),逐步實現AI製造,還可培育資訊人員應用數據作為決策基礎,協助企業邁向數位轉型。

如某半導體封測廠將這套系統導入黏晶製程後,原本人工解讀兩天只能處理100筆,提升到20分鐘解讀1萬筆,預估提升部門人力效益30%。同時,透過系統內「即時效率監控模組」,在機台低效製造期間提供低效警示,將原有機台做最佳化利用,可提升3%的製程效率。

此外,針對傳統相機的智慧演算法所研發的物體偵測辨識技術,因為可讓相機具備類似人類辨識物體的功能,不僅可以提升相機模組的準確率,更重要的是,可以直接讓現行在工廠產線、零售商、安全監控等應用情境的相機模組無痛升級,對於成本壓力特別敏感的傳統產業而言尤其重要。因為業者辛苦生產的產品,如果因為出貨瑕疵而導致退貨,勢必會帶來嚴重損失。若能結合AI技術提升物體偵測的精準度,將是產業界所樂見的結果。

這項技術已應用於中部某鋼鐵廠「切割機瑕疵偵測」專案,完成鋼鐵表面瑕疵資料庫建置與辨識技術,藉此將瑕疵誤判率由78%降低至6%,使得鋼材在分級技術上更為精準,免於退貨危機。以2017年台灣鋼鐵產值重返兆元來說,假設良率為80%,則退貨金額由0.32兆元降低為0.21兆元。

空氣及視訊監控皆有發展空間

環保市場也是智慧監控非常重要的應用領域。尤其是空汙問題目前已是全球性危機,根據2017 WHO統計全球每年死亡人數中,有10%與空污有關,也讓室內及戶外的PM2.5自動監控,因此成為關注話題。

結合物聯網與大數據分析技術,強化環境品質資訊掌握與服務,達到預析與提早防範機制,是空氣監控技術的發展方向。本技術未來若能持續精進,還可串聯物聯網上下游廠商,導入更多有關空品感測器及感測融合應用方案,提供環控預析系統自主化,與個人空品軌跡與健康建議之創新服務,帶動整體物聯網產業鏈發展,有助於整體產業價值鏈的提升,樹立台灣在國際高階科技產品的品牌形象。

而在視訊監控技術及應用方面,不管是夜間行車、保全監控或老年居家照護,紅外線熱影像夜視技術都已是不可或缺的應用,國際技術市場權威Yole Development公司評估報告更指出,商用熱影像應用將於未來5年內有爆炸性成長。

如中研院藉由160x120陣列元件關鍵技術,所開發的即時紅外線熱影像感測器核心模組,具有高精度測溫、動態性、即時性及預警溫度監控功能,校正法則在溫度量測精度可達到±0.5?1℃,且紅外線畫禎率高達30Hz,優於國際水準9HZ,且開發目標160x120(中階畫素)已足夠應用於多數場景,可加速室溫熱像產業應用,如醫療照護、工業面板檢測、鞋業製程監控等。

值得注意的是,本技術已可實際導入熱影像產品場景驗證,可從應用端回饋到研發端,進行研發技術適性調整至最佳應用模態,可以讓台灣廠商獲得全方位技術解決方案,協助台灣具有相關潛力影像韌體業者,跨足進入後段整合應用,更同步跨入國際市場,提升新興產業技術競爭力。

智慧監控推動製造業轉型

目前全球除OMRON、Keyence、SICK等工業感測大廠正加速完善工控應用方案與產品組合外,即使是以消費性及汽車應用感測器為主的大廠,也正積極轉型布局工業感測市場,如Bosch鎖定「可預測性維運」與「設備狀態流程監控」二大應用,導入集團250座工廠累積場域驗證經驗。

STM則是以既有微機電感測元件-微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems;MEMS)感測器技術為基礎,推出可達10年使用年限的工業級感測器。ADI則轉型為系統整合(System Integration;SI)方案商,將感測、訊號處理、微控制器、通訊等連接產品線進行整合應用於智慧工廠場域。

但由於國際大廠開發的工業感測方案普遍存在應用規格限制、導入價格過高、客製化程度不足等問題,無法完整因應台灣產業轉型智慧製造對工業感測方案的彈性化需求。台灣有必要發展自主化的工業感測器及客製化的解決方案,不僅可以協助產業解決進口與規格限制等瓶頸,更可加速推動台灣製造業智慧化與數位轉型,迎合全球智慧製造的發展趨勢。

  •     按讚加入DIGITIMES智慧應用粉絲團