练就智动化功力 制造业者逆中求胜
- 阚大成／DIGITIMES企划
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毋庸置疑，现今对于全球制造产业而言，无疑是多空情势扑朔迷离的时期，一来系因COVID-19(新冠肺炎)疫情如歹戏拖棚、至今仍未停歇，使得全世界供应链依然动荡，二来则因乌俄战事引爆通膨，让制造业陷入景气下滑窘境。
历经近年来全球政经形势变化之冲击，迫使愈来愈多制造业者决意走出舒适圈，希冀加速导入智能自动化与数码转型，以期建立基于AI大数据分析的高品质决策机制，好让自己洞烛机先，即便乱局将至也能采取正确应变措施，维持生产效率、品管于不坠。为此DIGITIMES悉心筹划「2022年智能工厂论坛」，日前于兼具高科技及传统制造聚落的台南，举办「智能升级、智造未来」夏季场活动。
利用数学演算法，求解半导体最佳生产排程
成功大学制造信息与系统研究所助理教授王宏锴，以「最佳化生产排程」为核心，分享智能工厂应用案例。
其中最引人入胜者，便是运用多母体基因演算法解决半导体排程问题。他指出，基因演算法依序涵盖编码、交配、突变、解码与评估、选择等五大步骤；在反覆的时代中，利用交配与突变产生不同的可行解，最终求得最佳目标值。
深究半导体排程问题之复杂，难在须将大批货安排至众多机台生产，但碍于并非每批货都能由所有机台加工，徒增进机顺序排定的困难；更棘手的是产在线有「等待时间」限制，若无法在5分钟内进机、该批货就会遭到报废。
为此王宏锴所属研究团队考量每批货加权完工时间、超过等待时间限制的总时间等主要目标式，再盱衡生产在线的实际限制式(包括最大等待时间限制、机台状态、相同工件在不同机台的加工时间互异、各工件的前置时间与各工件到达时间)，尝试以LINGO求解MINLP模型，并以C++程序求解HGA，再比较LINGO和GA的效果；证实当问题规模大于15个工件数与3个机台时，LINGO无法于一天内求解完毕，但GA仅需1秒即可求得满意解。
王宏锴说，前述研究是基于单站点的扩散区制程，未来规划扩展至半导体产线的其他区域，甚至考量到诸如炉管和蚀刻制程等批量生产排程问题。
打造永续数码生产力，建构差异性利基
台湾洛克威尔(Rockwell)智能制造应用开发顾问Ming Lin指出，制造业正面临成本上升、利润下降的压力，数码转型势在必行；尤其随着ESG议题重要度攀升，转型成败更成为能否搭上领头供应链列车的关键。
「所谓数码转型，绝不只是设备联网蒐集数据，」Ming Lin说，企业唯有打造永续数码生产力，才能做出差异性。永续数码生产力的养成，主要奠基「标准化」、「人才赋能，专注专业」、「无纸化」、「安全有效率的工作环境」、「能源管理策略及合规性」及「模块化／可规模化」。
为此Rockwell推出Rockii方法论，让企业借助从OT到IT的Low Code／No Code数据整合界面，透过AI/ML结合专业知识赋能分析，得以管理能源数据、梳理碳足迹，加速解决生产及营运痛点。
凭藉优质电源产品，支撑智能厂区应用
勤逢实业公司明纬PM黄浚峪表示，明纬是全球少数主攻标准品电源供应器的制造商，标准品机型逾万种，有助客户快速取用高性价比电源，满足各式智能工厂应用。
黄浚峪介绍一系列适用于智能厂区的明纬电源产品，包含用于AGV的逆变器，用于机械手臂的交换式电源供应器，用于烧机系统、雷射制程的系统电源方案，用于消防照明紧急疏散、停车场栅栏、环保排烟、天然气监测、有害气体监测、温湿度监测的机壳型电源。
至于明纬充电器产品，具超宽压自动侦压充电的独创专利技术，且内建CANBus通讯界面，则适用于移动式起重机、自主移动机器人、工业级吸尘器等应用情境。
巩固网安防线，扞卫智能工厂云端应用
盖亚信息资深业务经理徐琬婷指出，盖亚是云端网安专家，亦是台湾唯一通过CNCF认证的Kubernetes(K8s)与混合云服务商与讲师，可提供运算、加速及防御等一站式云端整合顾问服务。
综观盖亚针对K8s、CI/CD提供的服务可谓齐全，像是基于专案管理、版本控制需求的GitLab；扫描开源码漏洞的Synk；实现部署自动化的Terraform；防范外部入侵与DDoS攻击的Imperva等。
全景软件业务处副总经理陈俊良，也站台阐述全景的智能工厂网安方案。其中身份认证部分涵盖多因子认证、FIDO移动快速认证等重点方案。电子文件部分包含具在线签署功能的电子签名系统，适用于流程繁杂情境的电子证明文件系统。供应链安全方面则有签章加密系统、电子识别证、安全联网电脑。
借助AI视觉，精准追踪生产履历
阿里云智能国际产品解决方案架构师Rick Lin认为，AI不仅协助工厂解决Routine事务，还可带来更大效益；例如组装工厂可利用AI视觉检测技术，识别现场组装行为是否合乎既定SOP。
阿里云隶属阿里巴巴集团，长年吸取不同业态经验，辅以集团内达摩院的AI研究资源，故成为最能协助工厂迈向智能化的公有云平台。以视觉技术而论，阿里云擅于一步步引导用户凭藉少许样本(100~200张照片)，快速训练出逾九成准确率的模型，从而支持工厂巡检识别、钢管复检、金属加工表面缺陷检测、锂电池盖板缺陷检测、PCB表面缺陷检测等应用场景。
企业更可进一步利用阿里云的数据中台、智能决策中心、工业互联网平台等解决方案，迅速强化数据处理核心，建置完善的生产履历。
藉由5G装置，加速智能应用与线上协作
皇锋通讯销售总监陈柏州说，现今大家熟悉的5G终端设备仅手机或NB，其实已有适用于工厂或巡检用途的5G装置。
由皇锋代理的APAL自有品牌，已供应数款5G产品。例如采用高通X55芯片的5G MiFi，可转出Wi-Fi信号，同时为最多30台设备提供联网服务，其带有彩色触控屏幕，供口令输入、设定管理之用。其次是全球首款跨装置的5G移动网卡，具随插即用、免设定、方便连线等优势，且拥有独家散热技术及智能风扇。
工厂设备以前靠Wi-Fi联网，现在若已建置5G专网，带宽变大、延迟变低，再配合机器人或AGV连接5G Dongle，可望实现更精密的排程或动作设计。另可搭配内建智能系统的穿戴装置，实时协助操作者排除问题，并验证和纪录解决过程，以降低错误率。
以智能监控为基底，落实企业减碳路径
台塑网科技CIM事业群智能服务处专案顾问李建霖说，要做数码转型，须从数码化、数据化起步，为后续品质预测、实时战情看板打好基础，接着才有依据实施控制，实现制程优化。
尽管坊间有不少仪表板方案，但台塑网可提供独特的三位一体战情看板，上层为企业总部看板，可宏观检视全集团所有厂区现状。中间为生产厂战情看板，呈现单一厂区的设备、产量、良率等状况。底层为生产／保养课的看板，呈现更细部的信息。
台塑网智能监控系统，涵盖设备管理、生产管理、预测管理及能耗管理四大面向。其中能耗管理以ISO 50001为版型设计基础，内含能源管理、碳排管理等重要模块，旨在协助企业落实减碳路径与方案、达成净零排放，迎合ESG浪潮。
善用软件控制器，轻松推动各种工业应用
美商英特蒙(IntervalZero)台湾分公司亚太区业务与行销副总裁洪育浩说，基本上每台设备皆有控制器，但英特蒙改变这个惯性，让每台设备变成一支程序，意即只要用一台电脑，即可精准管控多项设备功能。
洪育浩指出，全球许多大厂都依赖英特蒙的RTX64实时操作系统，只因它可在Windows电脑上执行，但即使Windows OS当机、RTX64仍继续运行，且具有百万分之一秒的精准度。
KINGSTAR是基于RTX64的软件自动化平台，亦是最自由、最经济、最弹性的智能控制平台，用户只要利用标准工业电脑，便可同步执行运动控制、机器视觉、Soft PLC等众多功能，使它们像是即插即用的App；且用户无需懂EtherCAT，不必做设定，就能轻松启用这些App、满足IIoT应用需求，且省下30~60%硬件成本。
藉由一站式平台，加速开发Edge AI应用
超恩(Vecow)台湾区客户经理范斯闵指出，Vecow于2018年加入桦汉集团，被赋予AI影像、EV／自驾车等新定位，顺势催生VHub平台，期盼藉由灵活的软硬整合利基，协助企业解决Edge AI开发痛点。
VHub系列方案包含三大主轴。首先是机器视觉应用开发，一来利用内建逾200个预装模型的AI Developer，协助企业快速执行PoC或小规模应用，二来透过AI Developer Premium方案，让用户加速完成影像标记、模型训练、逻辑设定与验证等历程，完成应用的导入。
其次为容易安装、快速导入的EMS能源管理方案，搭配非侵入安装的无线钩表，完整收集耗能设备的用电情况，以利执行管控。再来是ROS Premium企业级AMR开发套件与平台，藉由一站式开发流程，让企业快速开发、顺利部署及轻松运行AMR。
导入DPM新观念，促使OEE有效攀升
研杰科技总经理张振忠说，研杰于2021年成为PTC销售与技术夥伴，期望运用PTC的Kepwre、ThingWorx、DPM等方案，帮助制造业实现数码转型的第一里路到最后一里路。
Kepware为OT机器联网平台，挟着庞大的设备连接数与数据处理量，可担任OT与IT的单一沟通窗口。ThingWorx为物联网应用软件平台，可整合多种系统、数据与多种加值应用，让企业数码转型之路更顺畅。
DPM为PTC与麦肯锡合力研发的数码化实时生产绩效管理系统。对此PTC台湾IoT技术顾问吕家怀说明，OEE对制造业影响至钜，OEE越高、资本回报率越高，但碍于一些盲点与假象，导致企业难以追求真实OEE；。此时可借助DPM时间损失管理概念，从设备可用时间范围里找出问题点，从而改善生产节拍并突破瓶颈，提振生产效率。
锐泰得力于a.c.e.Solution，生产力大跃进
锐泰精密工具产品部经理黄瑞庆表示，锐鼎科技隶属锐泰集团，原为IT部门，负责推动锐泰的自动化与数码化，2013年成为独立公司，致力系统整合、软件开发方向，并于2021年起推动a.c.e.Solution。
为优化既有系统模块、并提升跨系统整合度，锐鼎开启a.c.e.相关作业，以正确、方便、简单为初衷，重构WIP在制品管理、QMS品质管理、EMS设备管理、WMS仓储管理，且同步开发MST手动排程工具，以改善生产计划与现场实际投产之间的差异。
a.c.e.透过内部核心的运作，调度各项模块之间的管理性数据。其中各项模块既可独立运作、亦可整合串接，达成1+1>2效果；另可透过API或数据库方式整合ERP等第三方系统，以获取必要信息。导入a.c.e.后，锐泰的稼动率提升25%，准时达交率提升50%，异常处理成本下降32%，并可随时掌握实时的生产信息、机台状况，可谓成效卓着。
