高效能機器視覺技術加持 發揮智慧化生產效益

製造業投入自動化設備並非新聞，其實製造產業運用自動化產線與部分機具操作效能改善，除可簡化生產流程、同時節省投入人力外，對生產產品要求的效能與品質更能透過更縝密的生產流程達到高標準要求，而自動化再進一步要求即是智慧化生產，智慧化的生產型態升級則需要更多先進技術奧援…

工廠自動化早已是各大製造業者發展成熟的生產流程改善方案，為了達到更有效、節約的生產流程改善，生產智慧化成為這波製造業產業升級的討論重點，但不少製造業者、設備業者對於「智慧化」的定義不同，有些業者著眼於將現有自動化設備添加部分智能監控改善，或僅是將自動化生產設備的系統延伸優化，而有些業者則思考更高度整合、完整的智慧化生產改善，更積極朝提升生產效率與優化生產成本方向，對整個生產系統進行整體智慧化升級。

因應消費習性改變 自動化生產模式亟需升級

目前全球景氣趨緩現況下，若能在產品生產成本進一步優化，對於產品投入市場後的競爭力也會有加乘表現，而在生產智慧化要求下，不僅可於原先已有進行自動化生產改善的流程中，透過智慧化生產更進一步優化生產效率與壓低生產成本，也對企業的市場競爭力與獲利能力更進一步提升。

即便自動化設備業者與導入自動化設備的生產者，對於生產「智慧化」的想法不見得相同，但如何讓生產流程更有效率、成本更低，卻是設備業者與生產業者共同的改善方向，現有自動化系統的子系統，一般可以以感測系統、運算處理系統、邏輯判斷系統與事件處理反應系統組成，但早期自動化生產設備規劃，大多將局部子系統自動化，或是使用部分人力、部分自動化設備搭配整合，在早期的ICT(Information and communications technology)科技技術水平來說，會採行部分人力搭配自動化設備整合產線是系統整合無法避免的結果，只能在自動化的產線部分盡可能優化改善，讓自動化產線發揮效益。

ICT科技奧援  建構智慧生產整合基礎

新一代的智慧化生產線升級與改善，大部分會著眼於導入目前熱門的ICT科技方案，例如精密度與效能更高的感測系統、運算處理系統、邏輯判斷系統與事件處理反應系統，除自動化生產線的各個子系統在性能與條件上的優化升級外，同時以往自動化產線需要人工或是自動化整合度鍛鍊的部分，利用更新穎的網通科技進行串聯整合，讓原有自動化生產系統在不同工作站的自動化銜接整合更為縝密，也能釋出部分人力，讓產線的人工判斷可以做更有價值的工作。

因應小量多樣生產需求  自動化產線面臨智慧化升級

事實上，目前終端消費者的喜好，早已在網路化、SNS(Social Network Services)社群網路傳播的快速訊息傳遞下，消費者的需求變化變得相當快速，若原有的製造模式為較難更動工作站點的流水線式自動化整合產線，面對快速變更的產品樣態、生產內容時，反而會因為生產品項增加、產量減少，造成微調各個工作站點的工序過多，生產流水線的再整合與微調反而成為自動化產線的新瓶頸，自動化產線不僅在面對生產產品的變化反應不夠快，即便因應生產產品變化後的產線自動化生產成品，在其良率表現也會因為自動化產線初步優化調校不足，會產生良率較低與生產料件耗損問題。

從生產者的角度與市場的需求觀察，過往的自動化生產思維已面臨需大幅改變的階段，以往利用獨立工作站再串入生產流水線的自動化產線設計思維，必須因應生產模式與市場需求，在原有自動化項目進行更高程度的整合設計，例如，各工作站需在加工工序做更高度的整合，透過減少生產流水線上的工作站使生產線調整工作更簡單、迅速。

智慧化產線使生產現場資訊更透明

從自動化轉向智慧化的生產模式，最直接的效益是生產管理者對於工廠產線的資訊掌握更即時、精確，這同時也是智慧工廠所期待的產線升級成果。但除了在生產過程的智慧化優化方向外，在產品開發、設計方面也需要針對生產需求進行優化，也能呼應智慧化產線的彈性生產要求，使產線的動態調配更靈活、快速，而在產線中也可以佈建感測元件，因應加工件可能的多樣變化預留感測彈性，即便生產邏輯與工作站功能微調，也可以在感測元件高度整合下，完成多樣產品生產流程變更的感測需求，而當生產型態變更，同時也代表生產流水線的工作站可能需要面對高複雜的系統整合，一般可以透過工作站的加工程序模組化進行整合，或是將關鍵工作站快速調動調整生產流水線，都可以達到因應不同產品所需的加工工序要求。

事實上要達到前述可動態因應不同產品生產工序的智慧化產線，其實整合難度以現有的ICT技術仍具相當高的技術難度，不僅需要生產線豐富的經驗，也需要熟悉智慧化生產設備的技術能力，同時又須熟悉原有產線現有的自動化技術，透過智慧化設備升級與更縝密的整合，完成工廠智慧化的升級目的。

機器視覺品質、效率兼具 成為生產智慧化改善關鍵

而在智慧化產線過程中，目前在生產智慧化初步改善部分，以關係生產良率與工作站間的工序品質要求方面，可以使用機器視覺設備取代原有自動化生產中，工作站之間的肉眼人工檢視工作，因為透過機器視覺快速追蹤、分析與判斷，可以快速發現工作站加工後的料件或是模組是否符合品質要求。

在自動化工作站效能持續提升後，人工肉眼挑揀已無法達到全面性檢查，會因為人體極限或是精神狀態，而改用挑揀方式處理工作站的加工工序品質查核，如此一來加工成品的品質就會受到影響，尤其是產品或工序檢驗品質過程冗長無趣，對檢查者而言注意力稍不集中料件早已被輸送帶送到下一加工站進行加工，不僅成效不彰，也容易影響終端產品良率。

而在產線導入機器視覺，搭配智慧分析製造中，物件的工序是否達到要求，在目前ICT科技整合，已可達到具效能、即時分析、即時判斷處理的程度，這在以前類比攝影機解析度有限、影像畫質不佳限制下，不僅攝錄畫面取樣品質低落，即便利用智慧影像識別與判斷，也無法達到取代人工挑揀的水準，況且當時智慧化判斷處理效能有限，亦無法因應高速自動化生產物料輸送速度。

而以目前的機器視覺技術，攝影機已全面高清化，攝像品質動輒超過百萬像素，拍攝畫面也可以達到30甚至60fps(Frames Per Second)，提供物件主動分析極佳的畫面品質基礎，透過高清、高速攝影內容輔助，新款機器視覺整合方案也採進階的SoC(System on Chip)單晶片整合方案，直接將物件偵測、分析與判斷處理於攝影擷取畫面後，在終端即處理分析完成，讓智慧化的機器視覺系統整合設計更便利。