数码智能化，赋予未来工厂进化动能
- 阚大成／DIGITIMES企划
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现今许多制造企业都积极拥抱数码智能化，期望将AI、IoT、Cloud/Edge、Digital Twin…等科技内化于日常作业流程，以打造不断与时俱进的未来工厂。有感于工厂的数码化、智能化，堪称是一场速度、智能和竞争力的革命，在在考验业主的知识整备力；所以DIGITIMES于日前举办「数智双化，未来工厂全进化」智能工厂秋季场论坛，希望协助广大的制造企业应对市场竞争和制造转型的挑战。
研华市场开发经理陈韦均表示，近年研华参与智能工厂场论坛，多以能源管理为主轴，2023年则将格局提升，探讨如何将能源管理及智能制造整合，朝「永续工厂」角度铺陈。永续工厂可分几个较大面向，系因各企业的发展阶段不同，范围从绿色制造、设备管理、AI应用甚或建立企业驾驶舱，研华均可提供协助。
此乃因为，综观整个绿色制造系统蓝图，研华兼具从地到云供应能力，举凡IoT的Sensor、Gateway到IPC、Touch Panel界面，皆为研华自制，加上私有云与公有云的可视化，并能在中间层提供一系列工业App，便于用户将偌大MES拆解为一个个模块套餐来选用，降低总体建置费用，且立即看到导入成效。
善用私有云协作平台，形塑良善数码文化
互动资通行销处协理钱芸霞指出，论及制造业数码转型，蕴含网安、ESG、数码工作体验三大面向。基于此，企业急欲建立具高网安能力的沟通协作平台。
互动资通的team+为私有云企业沟通协作平台，历经多年发展，现已涵盖组织管理、团队协作、实时沟通、提醒推播及网安控管等完善功能，可协助企业打造良好的数码文化。
目前team+已拥逾5,000个案场实证。如制造业范畴的广运机械，有监于早年用Line沟通协作，无法留存珍贵纪录，于是导入team+，将试车（Pilot）时遇到的组装问题、设备之间的沟通问题，以照片或影片记录下来，结合团队成员提供经验与解法，发挥知识传承综效，且对新信息分享、教育训练产生显着价值。
AI生成3D，达成设计与制造的智能化
达康科技技术经理周大𪛓，分享AI生成3D议题，意即透过AI协助执行未来开发。不少企业在设计与制造上面临挑战，如开发周期被压缩得愈来愈短，工程设计专业知识需求不断垫高，再者设计与制造脱钩、以致后期变动成本激增。
为此达康科技致力推广Autodesk Fusion 360云端CAD/CAM/CAE平台，具有高CP值优势，可以做绘图设计，可以做CAM包含三轴、五轴、雷射切割、自动排版甚至积层、3D打印、金属、粉末；另提供CAE分析，如应力的模拟分析。 更重要的它提供一个Generative Design扩展包，支持AI衍生式设计，以AI自动产生非常多的解法，让用户依据不同需求去做选择，以契合厂内生产设备的需要。
以全生命周期管理，将网安威胁清理殆尽
TXOne Networks解决方案架构师廖宜岑，阐述如何运用资产全生命周期管理模式，强化工控网安。企业导入数码转型，不外乎想要提供不一样的服务与产品给客户，或优化产线、让生产更顺利；其间有一个重点绝对不容忽略，即是网安，只因在寻求进化的同时，网安风险必然增高。
如何做好网安准备？TXOne提出全生命周期的网安管理架构，完全不信任任何设备是乾净的，当设备进厂前便以USB扫毒棒扫过一遍，确定没问题后再进厂布建；布建过程中，若可安装防护软件者就安装，若不行便挂上网络式防护，此后在岁修或例行检查时，再用USB做固定扫描，让确保每一个时期，皆有对应的网安措施。
活用AI、IoT与Cloud，循序实践数智转型
纬谦科技副总经理叶卯阳表示，工厂推动数智转型，需要借助三个主要工具，便是AI、IoT、Cloud，如何适切调配这些投资与产出，即为重点所在。深究其因，在于制造业面临通膨、地缘政治、供应链重组、净零、缺工等多重挑战。如何解决这些难题？第一必须做数码化，且要善用云端工具；第二要利用AI，落实师傅经验的数码化；再者要做到数据串联，确保AI能与人们协作。
为使企业达到一致化数据品质和定义、扎稳数智化基本功，纬谦可协助建立贯穿云地的Data Fabric，将所有数据整理清洗，确保企业能以单一数据来源加速推进AI运用，循序打造制造检验、设备维护、工安警报、供应链管理、自动化沟通等场景，实践提质、增效、降本、减存目标。
凭藉智能制造加值服务，助力打造永续供应链
东捷信息服务ESG智能服务部副理龚恒德，述说东捷如何延伸智能制造加值服务，助攻企业建构绿色永续供应链。2023年金管会规定大型集团及高碳排产业需揭露碳排数据；在国外，也有欧盟CBAM、美国CCA等法案陆续施行，显见制造业迈向低碳无可避免。
为使企业克服永续转型挑战，避免日后因罚金或 采购碳权而徒增营运成本，东捷提供「一站式碳盘查流程指引」，协助企业透过ERP、MES并搭配IoT蒐集碳排数据，顺利执行碳盘查、碳足迹，再结合专业顾问团队进行数据验证，再引导企业善用编辑器产生出合于规范的对应报告书。此外也协助导入马达健康度监控机制，随时观测电流量是否异常飙高，有效抑制工厂或供应链的最大碳排源头。
勇于创新，老旧厂房设备也能孵育高价值
本次论坛的重头戏，便是由国立清华大学讲座教授兼执行副校长简祯富、群创光电总经理暨营运长杨柱祥，共同进行「迈向永续经营，价值创造的灯塔工厂」Panel。
简祯富指出，群创获得台湾首座灯塔工厂认证，亦推动许多转型计划，特别在2023年Display Week中、杨柱祥提出「More than panel」，让人不禁对面板可能的创新应用深感兴趣。
杨柱祥拿出一张信用卡，上面有一个让群创引以自豪的指纹识别器，系由其LTPS 3.5代旧厂房透过PI基板做出来的，现已进入量产。综观此指纹识别器，上面有群创封测的IC，将多温低晶矽LTPS玻璃当作载板、再放上IC。
「我们不只做先进封装，也是Glass Core Substrate的破坏性创新者！」杨柱祥说，一般常见Silicon Based IC，但群创做的是Glass Based IC，成本更具竞争力，可用来驱动Micro LED或Mini LED。
足见群创已着眼于Beyond the Panel，力图创造更高附加价值的产品，但创新历程艰苦漫长，往往以三年为一基期、动辄2~3个基期起跳，且极为烧钱；但群创乐于投资Future、Technology与Knowledge，愿意提供机会给愿意挑战的同仁，且绝不会因创新失败而究责。
拥抱Edge AI，快步实现新时代智能工厂
超恩台湾区业务林彦志表示，超恩专注发展Edge AI与边缘运算方案。以硬件来说，除提高算力要求，更针对不同场域、应用，细致打造具最佳化稳固性、耐受性、安全合规性的工业电脑；近年积极投入软件开发，打造V-Hub软硬件整合平台，可运用在机器视觉应用开发、能源管理数据采集分析、AMR机器人软硬件整合应用开发。
如VHub AI Developer Solution，为基于Intel OpenVINO的机器视觉开发套件，可作为AI推论引擎或模型优化器；值得留意的，它提供逾200个预训练模型，方便AI开发者减少发展AI影像视觉的时间与成本。另提供VHub AI Developer Premium方案，为一站式AI影像视觉开发平台、属SaaS服务，标榜从数据收集、物件标记到模型训练与验证，均可直接在云上完成，拥有莫大弹性和便利。
部署工控系统，建立智能制造的管理枢纽
达明机器人自动化工程师黄靖涵强调，如何引用智能化系统来建造智能工厂，已是大势所趋。以智能制造与传统制造模式相比，前者不管在成本、人力、年交率皆有绝对优势。
打造智能制造的四要素，依序包含导入自动化设备、设备系统连结、数据整合暨制程管制、结合AI技术。为协助企业落实智能制造，达明悉心发展TMM工控系统；以智能制造金字塔架构来看，TMM居中间范围，底下是手臂、PLC、AGV、Sensor等终端设备，TMM透过通讯协定连结这些设备连结，收集信息并呈现于SCADA中控系统，另提供APS、MES、SFC（Shop Floor Control）等功能，应用范围甚广。
谈及TMM应用范例；以SFC而论，可藉由精准的流程卡控，助客户稳定达成多单多工件生产，且自动产出生产履历。
整合3D量测及MES／CAD，让模具误差无所遁形
马路科技顾问3D量测部门经理李启宪，分享如何藉由3D量测与MES／CAD数据的整合，为智能工厂带来助益。他说3D量测传感器利用左右两侧Camera取得2D影像，再透过三角测距方法并搭配投影光栅，算出3D点云数据。3D量测与传统量测的最大差别在于信息量，唯有前者才能满足Full Field Expansion全域量测，不必区分哪些地方重要或不重要，都以综观全局方式来了解受测物件的误差问题。
所以企业非常适合在制程中导入3D量测工具，第一个可量测的就是模具，因为模具上的某些地方可能没有加工到位，透过3D扫描再与CAD做比对，很容易就能找出像是过切等异状。甚至可针对模具做虚拟组配，扫描上与下之后，再把它们合起来，用数码方式检查哪里有干涉。
强化能耗碳排管理，推动工厂净零转型
台塑网科技CIM事业群专案顾问李建霖指出，近年ESG议题发酵，且气候变迁因应法三读通过，意谓最快2024年可能徵收碳费。为此台塑企业着手推动ESG优化方案，范围包含改善能源、制程优化、企业永续，并依企业管理、盘查管理、减量管理、碳中和等构面制定减碳路径。基于「看得到才管得到」，台塑广纳碳排信息，再依不同层级管理需求，透过智能监控战情看板呈现信息。
台塑推动工厂节能多年，故补强重点之一为能耗管理，一来针对油气水电加装传感器，展开能源统计与分析，二来定期产制报表，建立符合ISO 50001架构的认验证机制。至于另一重点碳排放，侧重趋势比较，包括不同生产线、相同月份，及相同产线、不同月的碳排比较，找出改善极限。
结合AI视觉，增进生产作业品质与效能
百威雷科技（PowerArena）业务总监洪维谦说，据麦肯锡最新报告，高达七成制造业透过人工进行生产管理或生产制造。故PowerArena亟思运用AI软件方案，协助这些工厂做改善，以提升品质与效率。
关于工厂管理，PowerArena从人机料法环当中，选定合乎自身专长的「人」与「法」面向，提出HOP（Human Operation Platform）人因作业平台。此方案非常简单，利用工厂的Camera收集数据，再经由AI专属机做运算，很快就能显现工厂当下状况，不再需要生产主管以纸笔码表收集数据。
经由人因作业数智化，可为企业带来诸多好处。以QC为例，当公司接获客诉，可回溯生产履历，快速厘清当时生产状况。另可针对重点工站，利用AI分析比对，时时确认作业员是否遵照IPQC流程来作业。
以RTOS为基底，助力Mission Critical企业转型
美商温瑞尔（Wind River）台湾分公司关键客户经理孙杨晃指出，Wind River从嵌入式软件起家，自行开发实时操作系统（RTOS），主要客群皆为「Mission Critical」型态，意即严格要求所用控制器必须实时，否则一旦当机，恐造成人员生命财产伤亡，如飞机、汽车ADAS等。
Mission Critical客户相对封闭，对数码转型考虑面向更多、也更谨慎。好比因应系统日趋复杂，如机械手臂从单一工作转向协作型，故需考虑视觉化、防止误伤人员，也要有能力将数据上传云端做分析。此外做产品时需考量整个生命周期，能负担从开发、部署到后面的营运维护。再者要确保Safety与Security万无一失。
为此Wind River致力推广具长期支持承诺的RTOS、Hypervisor和Linux系统，让Mission Critical客户在安全无虞下迈向现代化协同开发，实现Digital Feedback Loop。
采用节能传动设备，贯彻低碳永续理念
ABB台湾运动控制事业部副总经理吴文铨，分享ABB基于「转型低碳制造、迈向永续未来」绘制的未来工厂蓝图。
谈到截至目前的ABB永续进程，以2019年为基底，已减少65%范畴1与2温室气排放，及减少32%废弃掩埋物，并降低42%工伤时（Lost Time Injury）。此外ABB预定在2030年达到碳中和，要求80%以上产品采用循环模式。
值得一提，预估2040年全球使用的传动设备如马达，数量激增一倍。因马达消耗逾45%电力，故上述情势对低碳永续极为不利。为此ABB呼吁工业界采用高效率马达设备、减少10%能耗，同时搭配变频器、另降低25%能耗；而ABB致力为整个马达价值链带入永续发展观念，不管采用的原物料，乃至设计、制造、销售、使用到产品寿命告终，都深植永续DNA。
透过开放性Fieldbus，轻松实作模块自动化控制
美商英特蒙（IntervalZero）台湾分公司亚太区业务工程师谢诚阳指出，IntervalZero主要产品有二，一是微软Windows的实时操作系统RTX64，另一是基于RTX64开发的KINGSTAR运动控制平台，也是促进未来工厂模块自动控制的重要利器。
目前多数工厂的机台属单一用途，只要将它模块化，就能更有弹性地运用在产线。例如不同机器通常有不同控制器类型，CNC有自己的控制器，Load/unload机器也有一个主要控制器、如PLC或PC-Based运动控制卡，藉由主控串接底下Conveyor或Loader；一旦模块化，异质控制器与机器之间也能沟通无碍。
欲实现模块化，需借助一个开放的Fieldbus，将一个个模块串起来。例如采用EtherCAT的KINGSTAR，便能连接各种硬件，另支持Auto-Scan、Auto-Configuration及Hot Connect等必要条件，完全满足模块化机器所需灵活性和可扩充性。
科技加持新创团队，孕育高值化创新方案
同属亚湾新创园AWS联合创新中心新创团队的哈彼科技（HAVBEAT）、城智科技（AIRA），联手进行「科技加速数码转型 内容电商创新商业模式」演说。
哈彼科技共同创始人暨营运长游恩宁表示，哈彼为专注数码内容转型的SaaS领导品牌，擅于提供在线线下一条龙方案。例如想藉由B2B2C模式推广课程业务的企业，可透过HAVBEAT系统，以募资、团购或分润导流等形式更多人看见其课程；接着采用预约模块，执行高弹性的在线下预约，透过活动模块分析消费者偏好，或以电商模块推展商品贩售，让知识变现变得更广。
城智科技业务拓展经理魏藩东指出，AIRA擅于AI模型的建立、训练、调教与部署，有两个显着特色，其一非以SDK方式提供AI模块，而会提出实际解决方案，如智能制造方案；另一标榜高性价比，最低从CPU即可入手，不需一开始做斥资购置GPU。AIRA主要聚焦人员管理，从环安位的「安」切入，像是员工身份识别、陌生人追踪等。
架设网安保护伞，消弭5G专网风险威胁
讯势科技（CTOne）全球商务开发经理易名扬说，CTOne为趋势科技全资子公司，是国内外唯一专注研究通讯与电信领域的网安公司。
有人质疑5G专网处在工厂封闭领域，为何需要采取高规格网安保护？易名扬解释，5G与过往2G、3G、4G LTE等网络不同，不只导入云端服务、开源软件，且采用标准化x86硬件与各式IoT设备。而5G专网所在的智能制造场域中，有很多终端设备，如手机、平板、机械手臂等，它们并不在3GPP规范内，却又与5G专网紧密连接，是整个架构里最容易被黑客攻破的点。
此外不管Open RAM、MEC甚或5GC核网，各有遭受攻击的风险存在。为此CTOne提出MNS（Mobile Network Security ）网安方案，期望基于零信任原则，协助客户确保专网安全、遵循专网法需求。
精进AI智能判图，减少品检人力消耗
矽品精密事业三处技术开发处长万国辉，分享AI智能判图在封装厂的实务经验。他指出矽品中科厂有晶圆凸块与晶圆级封装产线，自动化程度高，以致人力精简，但产品检测是例外；因矽品不允许有缺陷的产品落到后段制程，采取严格检验，导致AOI的过杀率偏高，只好指派作业员执行覆检。
后来矽品决定导入AI智能判图，希望减少人力消耗。在走向智能判图的过程，需要思索不少难题，如要避免Wafer的切割道直接被判为缺陷，要清楚分类良品和不良品特徵，要选定好的训练方法等。
总之群创收集AOI照片，放到Training Server做训练；此Training Server基于NVIDIA DGX-2架构，共配置16张V100显示卡，这些显示卡被区分为几个区块（Container），依模型、训练数据量的大小，调控每区块的资源。未来将持续提升自动缺陷分类（ADC）准确度、探索新的AI模型架构、扩大产品涵盖率，提高智能判图综效。
运用AI Robot，实现协作生产和弹性生产
工研院机械所智能机器人技术组组长黄苏，探讨如何善用机器人实现协作生产或弹性生产，因应未来多变产业环境，同时分享2023年德国AUTOMATICA呈现的重要信息。
随着生成式AI爆红，连带大幅推升AI Robot能见度，如同其简写AIR（空气），可望在我们的周围变为常态，像是在工厂或餐厅。AI Robot兼具通用性及智能性，最大特点在于可靠性，不会像人类会因情绪、疲累度、健康而导致失误，维持稳定的制程品质。
有关2023年AUTOMATICA，综观市占率最高的四大家族（FANUC、Yaskawa、ABB、KUKA）发展走向，可归纳为设备机器人化、人机协作化、机器人技能化等未来趋势。像是Yaskawa结合视觉和力觉Sensor，结合AI与深度学习，已有能力执行表面抛光；更值得留意，ABB提出No-Code Robot，不需示教编程，即可快速引导机器人学会执行任务，使机器人更能轻轻易扛起协作生产重任。
