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实践工业4.0虚实融合愿景 AI、IoT缺一不可

实践工业4.0虚实融合愿景 AI、IoT缺一不可

在消费者体验至上的时代,融合人工智能(AI)与物联网(IoT)而成的智能物联网(AIoT),已成为企业为消费者打造定制化服务的首选。全球制造业面对消费市场需求快速转变,大步迈向工业4.0过程中,AIoT亦是实践智能制造的重要方案。尽管各研究机构对智能制造的定义不尽相同,然都提到必须具备能满足客户需求、产生优化决策,提升财务、库存、应变管理能力等,才有助于提升整体竞争力,为企业长远发展奠定稳健基础。

国立台湾科技大学管理学院EMBACEO暨工业管理系教授杨朝龙说,制造业的生产管理目标,是追求实践能力、订单履行率、品质水准等最大化,生产周期、决策时间、瑕疵率、成本等最小化。面对产业生态改变与市场变迁,现今企业在发展制造系统时,应该舍弃传统以硬件设备为主轴的思维,改以借重大量 ICT 与软件应用程序技术,勾勒出工业4.0的运作情境。考量到各企业营运特性迥异,加上全球陷入人才荒的困境,企业更需重视「人才」价值,将原本由人力执行的流程,移转为自动化机器完成,藉由技术支持,提升人员价值,由单纯的生产「操作者」,晋升为「控制者」与决策者」,建构高度虚实整合 (Cyber-Physical System)环境 。如此一来,除可将宝贵经验保留与传承下来外,也能让宝贵人力发挥最大价值。

在工业4.0趋势下,跨校、跨领域的产学合作也成为学术界与产业界近来非常热门的合作模式。在台大机械系教授马剑清、北科大机械系教授张敬源、台科大工管系教授杨朝龙、 台科大机械系教授林柏廷等携手合作下,运用 AIoT、电脑视觉、人体动作识别、协作机器人等技术,共同投入应用高精密度立体视觉暨异质传感技术,融合人体姿态动作预测,及机械手臂路径规划,建构一个以5G- AI为载体的人机共工技术, 全力协助台湾制造业迈向智能制造。

此外,AI应用于智能制造领域也非常广泛,如异常侦测、要因分析、预测性维护、产线调整等。以设备智能派工维修为例,当产线发生异常事件时,企业可依据不同维修事件,派遣最合适人员前往检测与维修。透过AI分析设备的历史数据,预测机台的异常信号,进而发展一套预测性维护机制。此外,亦能透过AI识别操作人员的动作,分析产线人员操作与机台稼动的关系,进而达到提升产业效能的目的。

另一方面,当AI结合IoT之后,有助于智能传感 (Smart Sensing) 技术开发,结合不同种类传感器之间的异质传感融合技术 ,如RGB 、热像、激光雷达、毫米波雷达、超声波,满足不同场景的应用需求。此异质传感融合技术应用于智能工厂中的自动导向车 (AGV)时,有助于发展符合实务需求的智能物流系统。

台科大人工智能研究中心主任暨资工系教授花凯龙指出,AI是实践智能制造的重要技术,台科大成立人工智能研究中心的目标,是希望协助产业运用 AI 技术,在提升整体生产效益外,亦能催生更多新创企业,为台湾产业发展AI应用积蓄能量。从应用 AI 技术解决现有产业问题着手,透过累积实务经验的方式,进一步追求各种技术突破及创新应用,全力朝向国际级研究中心的目标迈进。

监于企业对AI人才的强烈需求,台科大每年都会推出AI 跨域应用产业硕士专班,透过与国际标竿企业合作方式,在课程中导入专题竞赛,让AI人才具备实作能力,毕业后能真正为企业所用。

面对全球环境变迁、产业竞争加剧、人力短缺等问题,企业营运的敏捷度与创新的重要性,将是克服复杂因素的重要关键。「台科领航创新 实现未来」影音节目,2022年推出:绿色能源、信息安全、智能移动、AIoT以及企业永续议题,欢迎有兴趣的读者至活动网页报名观看。产学携手,跨界整合力求破坏式的创新突破!

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