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「无人现场」的工业4.0:We JUMP将人类行为数据化 专攻石化、半导体AR应用

We JUMP团队合影。We JUMP提供

工业4.0早已是时兴将近十年的词汇,而不论是先前的物联网、或现今让传输更快速的5G热潮下,工厂应用都愈来愈重视「物与物」的高度连结、高度自动化,「无人工厂」一词也因而问世。

然而,专注于AR工厂应用、协助企业建置智能工厂建模和主动式互动平台的旺捷智能感知总经理林闵莹却不认同「无人工厂」一词,「工业4.0应该是『无人现场』,尽管人类退到后端,却能做更有价值的事,因此发展工业自动化更应该关注『人』。」

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旺捷智能感知(股)总经理林闵莹。We JUMP提供

成立于2014年的We JUMP,藉由提供AR视觉化与人类行为数据化管理,目前服务客户遍及台湾石化业与半导体业领域的知名企业,包括:南亚、台塑石化、台湾化学纤维、亚东石化、台积电等,发展至今也早已是台北市政府重点扶植新创团队之一。

从商业转向工业  在文化里找到工厂的刚性需求

很少人知道,一开始投入AR时,We JUMP并非锁定工业市场,反而一度看好AR商务营销应用。然而,随著该领域竞争者愈来愈多,市场也从生机蓬勃的蓝海变成众人厮杀的红海,因此成立1年后果断煞车,转往工业应用发展。

为何短短时间内,就能立即决定转移业务重心?这个几乎清一色都是技术背景出身的12人团队,其技术长姜博识却从社会文化角度给了答案:「工业的确是AR刚需市场,但这其实与文化有关。现在多数AR装置还是主攻专业环境的专业使用者,就是因为在日常情境下,我们无法接受迎面而来路人戴著AR眼镜分析自己;而在工业环境下,这样的分析工具却广受欢迎,因为能让工作效率大幅提升」

从文化面体认到技术的「应用界线」,再从技术面挖掘到工厂的「文化需求」,We JUMP于是先从工安切入,透过AR扩增实境、AI人工智能「双A」技术,打造视觉化的主动式互动平台,甚至延伸出HAR(Human Activity Recognition)服务,以辨识、预测工厂里操作人员的行为,并应用于AR维修、AR工厂巡检操作、AR教育训练等工厂场景等。

从工安迈向制程:把人类行为通通「数据化」

当有了AR视觉化辅助,人类能更准确操作机械设备。举例来说,半导体设备管线极为复杂,即便老手也可能在维修时不小心拆错部位;若戴上AR眼镜,可看到设备管线的解体图,并明确指示出需维修的机器部位,降低出错机率。

除了图象化引导,也可戴上结合传感器的手环,透过HAR系统辨识操作人员动作并引导标准作业程序(SOP)。例如,半导体机台通常摆设于高压电区域,维修人员检查前的SOP是:先断电,再拿著接地棒接地后才能打开机台,避免地面有残留电压。如果手拿接地棒却忘记正确接地,手环将立即辨识到缺少「接地动作」,并紧急在AR眼镜示警。

而HAR系统不只能降低工安意外,更能优化制程,这背后秘密即是:将人类行为通通数据化。姜博识指出:「把产线各个流程都记录下来后,不仅能用来控管人力,也能作为通盘SOP检讨。从这些数据中,如果发现某个流程不论谁来操作都会出错,就代表得更换设备或更换SOP。」

行为、流程数据化,也意味著企业的「资产」能够代代相传。制造业的一项重要资产是「工厂生产线」,但以前如果询问不同资深工程师同一个制程的问题,往往得到不同版本答案;若能把产线流程数据化,不只有助于生产质量管理,也能保留并传承这项重要资产。

先定志愿者厂问题 再考量传输分配

随著强调大带宽、低延迟的5G步入商用化,也带动边缘运算需求,各界更积极寻求相关应用商机,而工厂、医院等封闭式空间也跃为热门5G应用领域。但We JUMP并没有跟著潮流大谈「5G智能工厂」,反而认为应该先定志愿者厂现场问题,再考量如何分配传输。

「低延迟很棒,但并非所有事物都需要低延迟。」姜博识表示,对工厂管理来说,或许技术可以实现实时回传所有第一线人员的操作影像,但对管理者而言,只传输每项SOP确认画面,反倒更有效率。

因此,比起关注5G的大带宽或低延迟特性,他认为更重要的是思考「如何分配传输」。在工厂环节里,若云端与边缘端相互搭配,需要快速反应的资料可以在边缘端先完成运算,而那些不具时效性、但仍有长期重要影响的资料,则可以留在云端。

「虽然边缘装置持续进步,但终究难以与功能强大的PC端匹敌。」以动辄有数十万面的工厂CAD图档为例,如果毫无修改就全部放上边缘装置,边缘端将难以负荷。他认为理想状态是:当传输能力更强的5G普及后,就能让PC端担起运算任务,直接搭建场景并传输图档,再让AR眼镜执行「显示」任务即可。

「能力愈强,责任愈大」是广为流传的电影台词,但在科技领域,尽管硬件走向轻薄化,但与同期产品相比,「性能愈强,重量愈重」仍是铁律。因此,与其争相竞逐5G特性,不如妥善分配传输需求,也能降低AR眼镜的耗能与重量,加速AR眼镜的普及之路。

「无人现场」的工业4.0:让人类专注在更有价值事情上

自从德国于2011年提出「工业4.0」一词,往后将近十年里,工厂应用也愈来愈关注设备自动化、流程智能化,「无人工厂」词汇因而问世。然而,再怎么高度自动化的厂房仍旧少不了人类,但在这些论述里,「人」究竟去了哪里里?

「工业4.0不是『无人工厂』,而是『无人现场』,也就是:让人退到后端,去做更有价值的事情。」林闵莹认为,当未来产在线机器人愈来愈多,人机协作议题里反而得更关注「人」。

而要关注人,依旧得从「数据」出发。「在人机协作上,可以透过程序调整或修改机器的效能;但如果要调整『人』,反而非常困难。」她指出,工业4.0虽然已推行数年,或许工厂已搜集不少机器数据,却缺乏「人类数据」;而将人类行为数据化的HAR系统即是扮演数据资料库角色,藉由优化未来工厂里的人机互动,将传统的工人智能提升为「智能工人」。

从商业转向工业、从工安迈向制程,We JUMP期望透过AR、AI应用结合人类行为数据化管理,除了让工厂各个流程环节可以「被看见」,也让人与机器的互动可以「被关注」甚至「被记录」,并成为未来工厂的指南。


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