智能工厂迈大步 解决客户痛点为关键
- 阚大成／DIGITIMES企划
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尽管智能工厂并非是全新议题，但在AI技术不断演进，以及ESG议题持续发酵等诸多因素推波助澜下，让智能工厂未来的发展又多了许多可讨论的空间。日前DIGITIMES电子时报举办智能工厂论坛台中场，邀集产学界意见领袖，就各项实务问题提出解方。
国立虎尾科技大学教授李孟桦以「从精实生产，到智能制造」为题，就学界与产业界之间的合作经验，以学界的角度来探讨智能制造的实务课题。
李孟桦认为，精实生产所涵盖的工具相当多元，广泛来说，它就是一种基本信仰，从工厂营运的角度来看，每件事其实都与精实生产的精神脱不了关系。也因此，虎尾科大因应当地产业需要，成立精实智能制造中心，其场域设计尽可能符合中小企业业者的实务需求，协助业者导入看板自动化、5S与流程分析等工具，借此提升中小企业的营运效率，而他也以台湾本身的隐形冠军为例，台湾已有业者是国际精品业者LV的上游供应商，透过虎尾科大的协助，无需有太多智能化等技术的导入，仅在看板自动化等，做了些许调整，就让该业者的订单处理时间有效减少，员工的工作效率也得以提升。
工业电脑业者软硬兼施，当以客户需求为优先
而此次参与论坛的业者，也不乏市场主要的工业电脑业者，就软硬件不同的层面，提出现阶段所能提供的解决方案。研华市场开发经理陈彦鸣谈到，就研华的角度来看，制造业变革的三大趋势分别为数码转型、供应链版图的重组与重视ESG永续发展，基于这三个主流趋势下，制造业自然必须有所因应，从工业自动化进入智能制造的阶段中。
最重要的，莫过于数据来源以及AI模型的生产，单以数据类别来说，就会有客户所需要的数据、生产品质、设备状态、安全生产与环境能耗等类别，如何取得便是相当重要的前提，研华自然在这个领域也没有缺席，但除此之外，研华更有相当完整的软硬件方案，从地端到云端，皆一应俱全，只有部分应用软件、MES、视觉传感与数据采集等，需要第三方合作夥伴的奥援，借此形成完整的生态系支持，而非研华一家全数供应。
艾讯AIOT产品企划部经理高志远则是进一步阐释智能工厂发展的三大技术重点，分别是电脑视觉、边缘运算，以及精准控制。但核心概念上，不脱物联网与AI的结合，来因应前述所提及之技术可以对应的应用场景，以电脑视觉的应用场景，就有瑕疵检测、字元识别与物件判别，边缘运算所能涵盖的应用场景则有图形运算、AI推论、物件识别与数据分析。但这些应用场景亦有运算效能上的不同需求存在，也因此艾讯在边缘AI平台推出不同算力的版本，以Intel的CPU为主，搭配Intel的FPGA及NVIDIA不同的产品线，后者亦包括了Jetson新一代的Orin处理器系列与显示卡产品，以构成不同的产品组合。
宸曜科技与艾讯的产品策略也颇为相近，宸曜科技产品经理吴铠竹指出，宸曜的主要解决方案分成宽温级的工业电脑、机器视觉应用，以及搭载GPU产品能进一步实现AI边缘运算的各式平台，在系统平台允许的情况下，宸曜会将所有的市场所需要的规格尽可能整合至单一平台上，来因应市场需求，而搭载显示卡的产品则是因应算力等级不同，会有不同的配置，特别的是，宸曜也推出防水级的GPU AI运算平台，展现在严苛环境的工业电脑的机构设计实力。
增实境搭配AI，解决厂房第一线故障排除问题
台湾洛克威尔智能制造应用发展资深顾问何辅仁谈到，洛克威尔早前是由PLC与变频器起家的，但这几年的发展，也开始收购许多工厂自动化相关的软硬件平台业者，像是虚实整合、工业物联网与网安领域等方案，甚至是顾问谘询服务等都已经开始逐渐成形。另一方面，洛克威尔同样也提出增实境（AR）的想法，透过该技术来协助现场工程师，来处理现场的精密设备的维运问题，洛克威尔拥有相当完整的软件方案，透过虚实整合的做法，将实际环境输入虚拟环境中，来解决其问题。
所罗门VBU视觉事业部协理李佳运也说，尽管AI技术在这几年的发展相当快速，许多讨论聚焦在工厂人力是否有可能会被取代的目，依照所罗门在自动化领域已有三十多年的经验来看，答案恐怕不是那麽容易。在工厂现场端，依然需要人力处理设备故障排除的问题，所罗门思考的是，若能将增实境与AI加以结合，让现场的作业人员无需繁复的教育训练，即可在现场进行故障排除，就营运面来说，能省去大量的学习成本，也无需老师父的经验传承，所罗门利用AI将这些经验保留了下来，工作人员仅需戴上增实境眼镜，搭配AI的辅助，便能达到前述所提到的无经验厂房人员的故障排除的目标。
软件与服务为个中关键，解决客户痛点为首要
除了硬件层面，亦或是透过增实境与AI技术的结合，解决第一线的设备故障排除问题以外，其他如MES等纯软件层，以及服务课题，也是近年智能工厂发展所重视的面向。
网创信息与NTT DATA一同合作，就智能制造的部分，分享台湾当地客户的成功案例。网创信息资深客户经理吕昕表示，网创信息本身提供一站式的云端顾问整合服务，与全球主要的云端服务业者都是合作夥伴，另外像是网安、防御、CDN与容器化等，也都有对应的解决方案，而NTT DATA智能制造发展中心技术总监则是以自动派工整合AGV自动上下料案例分享为题，分享台湾的实务经验。
赵山贵表示，NTT DATA在云端与网安都与网创信息有相当深入的合作，NTT DATA在智能制造的台湾市场，已经有汽车、纺织、能源与半导体等实际案例，此次分享的案例为位于苗栗专注光学镀膜与半导体镀膜的企业，NTT DATA主要提供了机联网、MES与AGV等解决方案来因应该公司的需求。在AGV方面，主要是协助客户实现了自动上下料的应用，整体效率提升33%，过往的处理方式，需要十个人来处理，如今可以完全省下这十个人的人力需求，不过乍看之下，表面上是实现AGV应用，但背后也需机联网与MES的协同合作，才有办法实现自动派工的情境。
Kepware首席解决方案顾问Steve Lim提到，Kepware聚焦的应用涵盖智能城市、制造业与数据中心等。研杰科技则是Kepware在台湾的代理商，负责行销工作与技术支持，Kepware主要是提供Kepware KEPServerEX，它本身涵盖多达上百种的硬件驱动程序，让客户可以在不同的硬件产品上进行使用。从技术面来看，Kepware KEPServerEX类似于软件中介层，透过OT采集来自四面八方的数据时，再将这些数据分享给对应的软件进行分析。
而研杰科技总经理张振忠则是沿续Steve Lim所提，进一步谈到EAP（机台自动化程序）在智能制造的发展与重要性，他认为若没有EAP的存在，就不是一个完整的智能制造的系统，某程度上，EAP扮演了MES/ERP与控制器之间的桥梁角色，MES透过EAP将控制信号传给控制器，而控制器本身所产生的数据再藉由EAP传回MES系统上，而Kepware KEPServerEX的存在，就是可以协助业者开发出易用且可靠度的EAP，让整体系统运作能有高效率且稳定的表现。
叡扬信息全方位销售顾问处副处长李政权从管理角度出发，来谈制造业领域如何投入永续与知识传承。在永续方面，李政权指出，对于国内大多数企业来说，提供碳盘查的报告书，以供政府单位或是下游客户检核，仅是一个开始而已，若台湾要能与国际接轨，关键仍是如何有效地逐年减碳，在这样的背景下，叡扬所提供的KPIM-N平台，就可以协助客户一键产制温室气体报告，但与此同时，针对各组织、年度别乃至国家别的排放状况皆需有效掌握，借此来进行监管与改善，所以叡扬的解决方案自然也能提供各厂区与相关年份的数据或是图表输出。
讯能集思副总经理黄逸华表示，台中有相当多的金属加工业者在访谈的过程发现生产成本居高不下，若进一步探究就会发现是人力成本过高所导致，没有足够的技术与设备的支持，成为他们的主要课题，但透过采用讯能集思的Jarvix，便能解决相当程度的问题，讯能集思主要是提供数据分析全流程平台方案的供应商，其方案就是Jarvix，它能从数据数据的介接、整理、清洗、分析乃至于后面的AI建模等，都能协助客户完成，且每个流程都有对应的工具可以处理。
工厂智能化需亦步亦驱循序渐进
此外，台塑网科技CIM事业群专案顾问纪伟迪则是务实地谈到导入MES，并不是要客户投入大量成本将自有厂房的所有设备翻新，并且透过机联网的方式将所有硬件设备加以串联，才把数据送到MES，实务上仍是依照客户需求而定。「换言之，即便客户没有做到全面翻新，依然可以使用MES，重点在于客户可以MES输入数据进而产生所需要的结果即可。」纪伟迪强调。
纪伟迪也提醒，智能工厂的智能化势在必行，即便它在现阶段并不会影响其业绩表现，但过了三四年之后，当客户要求提供一些必要的数据时，届时差距就会产生，关键在于客户本身可以先从最重要的环结着手，优先处理，之后再针对其他的环结逐一改善，这才是投入升级智能工厂的务实做法。
紫式大数据决策数码决策平台部经理陈暎仁博士则是从另一种面向提出见解，以紫式大数据的做法，所提供的是分析的服务，协助客户去识别商业目标，数据间的差距有多大，就实务上，存在差距没有关系，但依然可以协助客户达成所需要的目标，不论是作业流程、演算法等，都可以满足客户的需求，重点是在于强化客户在智能制造的能力。所以相较于其他的方案供应商来说，紫式大数据就未有较具体或是统一的方案来协助客户。
有效防范黑客攻击成工厂智能化重要议题
而在网安面向，亦有业者提醒在智能工厂领域亦有其重要性，Fortinet技术顾问曹仁贤表示，随着智能工厂的兴起，网络串连了工厂内各个设备彼此间的信息流通，进而加速了工厂智能化的进程。但另一方面，却也带来了网络攻击的风险，因此，如何降低网络攻击，便成了智能工厂近年来需要思考的课题。
目前市场已有如IEC 62443这类标准，针对工厂自动化与智能化等各种营运面向制定了一系列的细节，若再进一步配合普渡工业控制阶层模型来看，从场域端所需要的传感器、基础控制所需要的PLC、区域监督控制所需要的HMI等，再向上看到制造维运、物流乃至于IT网络等，每个阶层之间如何有效地区隔，避免网络攻击渗到各个阶层，造成不可收拾的情况。
当然，随着AI技术的演进，AI也能被用来预防黑客攻击，Fortinet的解决方案之一的FortiGuard便是一例。另外，为了能及早预防黑客的动向，Fortinet的FortiDeceptor，主要是透过创建诱饵的方式，借此检查黑客的行为以生成准确的情报，在重大损害发生之前，先一步阻止内外部的攻击发生。
HMI或成工厂朝智能化迈进重要关键
众所皆知，北尔电子在工业自动化领域是相当知名的HMI供应商之一，随着智能工厂概念的兴起，厂房设备的智能化与升级成为数码转型的重要一步之后，紧接而来的，就是在实务上如何以最高CP值的方式来协助客户达成目标。
北尔电子产品管理与支持部协理李立伟谈到，大家都很清楚智能工厂基本的厂房系统建置是藉由网络、传感器、PLC与各项硬件与云服务串联而成的庞大系统，传统的工业机械在面临数码转型的情况下，要面临诸多环结的更新，像是控制器的升级是否要一并考量相关程序的改动？自家的员工对于全新的控制器是否熟悉？导入全新的传感器是否会改动既有设备的设计等，在种种因素的影响下，背后所带来的是极为庞大的硬件导入与时间成本，再来厂商也会面临是否停下产线来进行产线升级的问题，对于业务与营运而言，又会是另外一个需要思考的课题。
而北尔思考的突破点是，直接透过更换HMI系统，即可有效因应传统机械甚至是半导体厂房在进行升级的诸多问题，北尔本身所提供的HMI平台，涵盖各大厂的通讯软件与常见的通讯协议，且无需改动控制器程序，就能与控制器互连，进行数据撷取的工作，而最重要的是，客户能在不停下产线的情况下，进行HMI更新，便能完成全线的产线升级。
