ITRI
神盾

工研院智機科中心找解法 協助業者效率邁向工業4.0

  • DIGITIMES企劃
工研院智慧機械科技中心智慧製造技術組組長羅佐良。

工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK),根據台灣製造業趨勢預測模型(Current Quarterly Model;IEKCQM),預測2018台灣全年製造業總產值,上看新台幣18.93兆元,成長率達3.49%。IEK認為製造業和四大製造業產能利用率,均可維持高水準,金屬機電類2018產值為4.86兆元、年增2.18%;資訊電子類因電子終端產品出貨成長,產值來到6.47兆元,年增3.96%。

工研院智慧機械科技中心智慧製造技術組組長羅佐良,觀察目前台灣製造產業的發展樣態,他指出,台灣製造業類型面向廣,發展路線再細分,從工業1.0~4.0,每階段台灣有各自分布的位置。工業4.0主要是德國政府提出的高科技戰略計劃,將過去工業發展史劃分為1.0的機械化、2.0電氣化、3.0自動化、4.0智慧化。過去幾年台灣著重3.0的討論,也就是訴求同樣規格元件,大量、不間斷生產;量少、品項種類多客製化,兩種自動化需求為主。

邁向工業4.0智慧化,台製造業面臨兩大挑戰

羅佐良進一步解釋,工業4.0的核心精精神,主要在軟體整合,也就是在工廠製造過程,設備能做到虛實整合、可視化數據參數模擬,讓製造環節可做到精準預測、性能效率提升,甚至達到人工智慧優化流程,提高整體生產腳步及設備稼動率。然而,智慧化過程,是一個階段跨越下個階段,加上投資報酬率評估,目前不是所有廠商「必要」及「需要」一步到位4.0。

然而,若從實質場域觀察,已經在工業3.0階段的廠商,要進一步邁向4.0,會遇到哪些挑戰?羅佐良分析,有兩大因素可以觀察。其一,老舊設備的通訊障礙,當硬體加裝機器人、自動搬運車、自動倉儲功能,要跨到4.0,就需要IoT化。也就是如何讓設備資訊在數位化環境,可以被蒐集、整理、儲存及分析。其二,各製造Domain Knowledge不同,即使是金屬材料加工移除技術,自行車輪圈與手機零組件的加工技術、程序皆不同,一個是快速移除;另一要求鏡面加工。在導入智能化過程,虛實整合應用對象不同,就需不同領域知識,這部分台灣業界SI廠商不多,因此知識經驗轉化到軟體應用,跨界的知識障礙成為另一產業門檻。

工研院智機科中心  軟硬體雙管齊下協助業者轉型

面對產業轉型的需要,當時工業4.0概念一出來,工研院機械所就開始提供業界跨設備通訊平台:VMX平台。透過此平台,可針對日系、德系、國產控制器、感測器各種溝通語法,做到任何設備可相互通訊。透過自行開發的CPS系統,協助台業者開發相對便宜的感測裝置,讓設備IoT化更容易。軟體部分,針對工具機、金屬製造、運具、紡織、PCB,協助不同領域業者開發製造效率評估軟體,並推出公版IoT平台,名為NIP(National IoT Platform),讓各產業改裝設備在共同通訊設備架構下,相關軟體開發應用直接在NIP快速導入。

爾後,機械所再獨立出工具機中心,接著更名為「智慧機械科技中心」,也就是因應工業4.0,從開發通訊平台輔助功能,再轉型提供軟體、設計、應用三大面向。羅佐良進一步說明,在設計方面,智慧機械科技中心開發新的拓樸設計方法,導入到電腦設計設備,排除人為慣性思維。應用部分,協助金屬製造業者,如汽機車、航太、3C零組件、工具機,提升工廠設備的生產效率,讓VMX平台延伸到組裝業、製鞋設備、自動化設備產業等。

由此可看出,智慧機械科技中心從過去通訊平台,慢慢朝軟體化、應用化、製造服務化,生產資訊管理包含ERP、MES,協助製造業者的工廠建立整體數位化架構,從單機智能化做到目前整線、整廠的轉型。除此之外,去年VMX透過台中市政府捐給台灣30多所大學,目標在學界培養下一代學生使用此平台。智慧機械科技中心提供種子師教育訓練,協助學校設備改裝,並提供實習機會,縮短產學之間落差,讓新一代人力投入業界協助業者轉型。未來工業4.0時代,羅佐良說,以前是一台機器單打獨鬥,未來將是整合各條產線,讓工廠與工廠之間做到智慧化合作。