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新制造视野建构AI赋能的智动化工厂

  • 阚大成DIGITIMES企划

随着全球化退潮,大工厂时代结束,起而代之的是区域化与短链生产模式,进而大幅改写了产业转型的剧本。发展至此,大多数制造工厂都体悟到,近10余年来积极推动的自动化,不过是个开端而已,后续必须进一步拥抱智能化,才能从容因应未来纷至沓来的挑战。

有鉴于营运如逆水行舟,不进则退,唯有适者才能在激烈的产业竞局中存活;DIGITIMES特别搭上2024自动化大展的列车,举新一场以「新制造的视野下的智动化工厂」为主旋律的论坛,希冀透过EdgeAI、生成式AI(GenAI)、生产机器人、工业物联网、智动化产线等五大主轴议题的深度探讨,引导企业知道如何从自动化迈向智能化,淬链最强的制造韧性。

艾讯展示兼具新时代效能、智能电源管理、宽温操作、轻松扩充优势的工业级边缘运算平台IPC920,助力加速智动化转型。DIGITIMES摄

艾讯展示兼具新时代效能、智能电源管理、宽温操作、轻松扩充优势的工业级边缘运算平台IPC920,助力加速智动化转型。DIGITIMES摄

工业技术研究院机械所组长黄苏指出,随着AI蓬勃发展,关于生产机器人重要趋势有三:「设备机器人化」、「人机协作化」,以及「机器人技能化」。DIGITIMES摄

工业技术研究院机械所组长黄苏指出,随着AI蓬勃发展,关于生产机器人重要趋势有三:「设备机器人化」、「人机协作化」,以及「机器人技能化」。DIGITIMES摄

台大机械系终身特聘教授、科发基金「推动各产业导入生成式AI先期计划」分项委托主持人觉文郁,阐述制造产业的GenAI转型方略。DIGITIMES摄

台大机械系终身特聘教授、科发基金「推动各产业导入生成式AI先期计划」分项委托主持人觉文郁,阐述制造产业的GenAI转型方略。DIGITIMES摄

善用GenAI,开创机械业转型新局

身兼台湾大学机械系终身特聘教授、科发基金113晶创台湾方案「推动各产业导入生成式AI先期计划」分项委托主持人的觉文郁,阐释制造产业的GenAI转型方略。

他目前带领一个近40人的学界团队,专注研发AI赋能的数码与绿色制造应用。论及制造业GenAI应用,很适合以线上维修为敲门砖,因维修手册无机密性;但无论如何,真正有用的GenAI须奠基在正确数据,建议企业从数码化起步,以利产出高品质的训练数据集。

现阶段该团队的研发成果,包含AI赋能的XR售服平台、故障指引系统、3D战情室系统,乃至精密组装线信息或CNC设备保养精度维护与调教等虚拟助手。综观其应用价值,在于将老师傅经验转换为AI工具,协助厂商快速解决问题。

以数码化数据收集,顺应OT/IT整合趋势

北尔电子亚太区资深业务协理黄至平指出,传统现场机台、PLC信息皆透过大型SCADA连结MES/ERP来进行,所费不赀;反观现今新趋势,则诉求以双向同步通讯来输送大量透明的数据,便于User与Third Party直接执行管控,既节省SCADA成本,亦达到实时管理目标。

因应OT与IT趋势演进,北尔推出三项重要新品。一是X3全新HMI,特色在于支持iX Runtime、WebIQ、HTML5,便于使用者加速开发。二是WebIQ,源自北尔在2022年购并的SmartHMI,是一个100%基于网络的开放式工程协作平台,适合作为中小场域的简易型SCADA。三是CloudVPN,是一项具强大线上存取功能的VPN方案,适用于线上更新与疑难排解情境。

藉助AIoT赋能技术,实现智动化工厂跨界整合

艾讯AIoT产品企划经理李元怀表示,谈及艾讯AI布局重点,首先在于打造Domain-focused平台,满足各领域的认证要求。其次针对AI加速器,则跳脱x86和ARM范畴,积极发展GPU-based工作站。譬如全新推出IPC 900A系列AI-Powered模块化工业系统,标榜结合Graphic Card,并提供多种插槽、用于整合Motion或Vision应用。

艾讯邀请生态系夥伴司腾达同台开讲。司腾达市场应用开发经理沈嘉和说,其身为HMS台湾总代理商,现正力推HMS新发行的HTML 5 Web SCADA软件i4SCADA,运用艾讯IPC920系列搭建大型中央监控站,透过工业以太网络总线向下整合OT层;现已运用于地热发电、生物实验室、工厂设备甚或大型游艇等监控应用场景。

安全、可靠、高效,皆为未来工业网络建置重点

四零四科技(Moxa)亚太区产品行销经理郭彦徵表示,现今由于逐步导入边缘智能运算、TSN、5G等诸多OT新技术,驱使工业以太网络基础建设面临变革,不少客户开始探索新一代网络。

谈及下一代工业网络趋势,有几个现象正在发生。有关网络规划,关键变化首推跨区域厂房管理趋势,连带触发2.5G/10G管理层、备援时间<20ms(Turbo Ring渐成主流)、无线布建增加,整体系统对时效性要求提高(确保高带宽可用性的HAST技术成为新宠)等一干新需求。有关网安布建,则有更多企业导入OT网安规划,并以IEC-62443为共同遵循标准。至于系统管理方面,网络与网安的可视化,成为多数企业在意的课题。

藉助机械手臂末端生态系统,为工厂创造最大效益

极马亚洲业务经理戴君卫指出,其为德国自动化元件领导品牌Zimmer Group的亚洲总部。Zimmer观察客户投入自动化生产时遇到诸多挑战,系因在众多不同工件与应用组态下,会衍生各种难题。

在自动化工厂中机器人仅是最末端的执行工具之一,前端一定有一个末端工具如夹爪或吸盘;当客户要换线生产,即需选用适合的工具,以便于实时因应换线后所需的灵活调度,此即为挑战。为此Zimmer与另一德商Schmalz合力打造MATCH系列机械手臂末端生态系统,让客户可选择手动或自动更换,假使是自动更换不需额外使用动力;旨在协助客户加速换线,提高产线稼动率。

利用AI赋能,加速推动工业自动化创新

施耐德电机工业自动化事业部总经理郑智峰表示,迄今施耐德已协助诸多大型工厂导入AI技术,如利用其AVEVA Predictive Analytics,在3个月前预测空压机叶片失效。而用户亦可将监控、生产…等数据上传AVEVA Insight平台进行整合式数据分析,消弭过往信息孤岛困局。

AVEVA由下而上蕴含3个层次,一是数据层,执行数据蒐集、储存,满足诸如PI或System Platform等应用。中间为应用层,执行设计、工程、维运、规划、排程等生命周期的纵向数据整合。上层为可视化,透过图表协助操作者或管理阶层快速理解系统动态,或为工厂打造Digital Twin,随之产生无限大量信息,再结合AI,实现SOP、Advisor甚至Autonomous Operation等自动化生产应用。

AI翻转IA,以协作机器人落实生产智动化

工业技术研究院机械所组长黄苏指出,随着AI蓬勃发展,驱使众多工厂的业主绞尽脑汁投入智能制造;其间重要趋势有三,一是「设备机器人化」,在工具机或专用机加入机器人元素。二是「人机协作化」,除人与机器共同完成任务外,更扩及整个工厂的产线协作。三是「机器人技能化」,从前机器人多被赋予重复单调性任务,现因智能软件、模拟器与AI加持,逐渐变成犹如有经验的技师。

工研院机器人组从2005年起持续发展国产化机器人,如今仍延续此脉络,惟有新的重点方向,包含控制技术、模拟软件或智能软件控制器,乃至AMR、人形机器人。另第3~4代新机器人具「快拆」特色,轴数、型态与长度可灵活变化,此外逐渐以No Code取代教导,更方便地让机器人投入工作。

力推AI化,开创永续智能制造新局

凌华科技开放仪器事业产品中心经理曾思钧说,从2024年自动化展,清楚可见制造业加速拥抱AI。成立近30年的凌华,从测试测量自动化、嵌入式系统、物联网、机器人一路发展至AI,期望在产业AI化浪潮扮演重要推手。

目前凌华关注生产制造瑕疵检测、智能停车场、AMR、Robot、医疗影像及轨道交通安全等AI应用,并为此发展各式硬件平台,如带有镜头的AI Vision Platforms,从低到高算力的Edge AI Platforms等,提供客户选型。凌华也利用自家工厂力推自动化与AI化,导入瑕疵检测、封装物遗失检测,并以数码双生方式执行虚拟测试、加速建立Prototyping,创造降低TCO、提高OEE、减少AOI过杀率、增进直通率等多重效益。

AI赋能智能办公,沟通协作无阻碍

罗技电子台湾香港技术经理李思岑表示,罗技利用AI,致力加速大家的沟通与协作效率,并将键盘鼠标做得更聪明厉害。针对键盘鼠标,罗技近年接连推出Logi Options+工具程序、Smart Actions智能启动功能,及有助使用者便捷启用ChatGPT的AI Prompt Builder。

至于视讯协作,更是AI赋能的重点。比方说罗技推出的RightSight 2,检视会议室中人像并精准取景。如Speaker View模式,自动将镜头推向发言者。如Grid View网格模式,将发言者影像独立切割、调成等比例。其余值得留意的研发成果,还包括中岛型镜头、Scribe白板摄影机、RightSound 2人声最佳化与噪音过滤功能、Sync Insights会议室使用状态统计分析功能,甚至能在会议过程中,与微软Copilot、Zoom AI Companion或Google Gemini结合,协助用户做会议摘要。

零代码创建智能体,快速助力产线智能化

在这场「新制造视野下的智动化工厂」研讨会中,蕴藏一段亮点议程,即是由研华偕同臻鼎、佳研智联等夥伴共同举行的「WISE-IoT创新论坛」,旨在探索生成式AI之于智动化工厂的实际效益与无限可能。

研华科技WISE-IoT事业群副总经理蔡奇男表示,数据无所不在,个个角落皆有,只是过去未能善加撷取;后来随着IoT、远程通讯、传感器等技术成熟,使企业掌握这些数据,但仍需AI、LLM与数码双生等技术赋能,才能产生新价值。

从物联网自动化时代迈向AI时代,研华一脉相连,延续过往Edge Computing基础,催生AIoT云边端一体化方案,赋能个个产业。因此研华顺着10年淬链WISE-IoT平台的发展脉络,近两年结合AI打造WISE-AI Agent智能体开发平台,可快速对接企业内各种数据,以利企业以零代码、串接现有公有或私有LLM等开发路径,孕育设备智能维运、产线瓶颈诊断、产品知识管理、智能供应链计划、厂务管理数智助理、日常工作AI夥伴等智能应用。

以Gen AI打造智能助手,提升工厂营运管理效率

研华科技WISE-IoT市场开发经理陈韦均指出,研华汇聚GenAI所需的数据、模型、硬件三要素,推出一站式服务,帮助企业打造AI Agent智能助手。

企业透过提示词编排、知识库引用、工具导入、调试与预览简单四步,即可创建面向生产制造、供应链管理、智能维修、数据分析等AI应用,运用在组装瓶颈站、设备维修、订单追踪等场景。以组装瓶颈站生成式AI Agent为例,工厂完成数据蒐集后,利用研华AI Agent Builder分析企业文档知识库,再建立基础对话Chatbot、智能虚拟助理Agent、应用编排Workflow等AI应用上,接着便可透过Gen AI针对生产力预警执行异常状况诊断分析、获得改善建议,纾解产线瓶颈。

AI赋能厂务能源效率与碳管理,迎向永续制造

研华科技WISE-IoT市场开发经理游乔扉指出,净零排放已纳入国家政策,驱使企业须正视ESG永续议题;此时即可透过AI强化碳管理、能源管理、设备智能化管理与维保自动化、节能减碳,加速实践智能化与低碳化双轴转型。

为此研华提出WISE-IoT iEMS智能能源管理系统,业主可根据需要,选择从能源管理或碳管理着手;其间所有方案皆为标准化、以利快速导入,但保有实施定制化的弹性。简言之用户将数据接入iEMS后,便可直接套用各种标准模板;以ECOWatch能源管理为例,让用户能根据时间电价、契约容量做需量管理,再基于ISO 50001推动节能措施,甚至进一步针对冰机、空压机执行参数最佳化,或针对转动设备做预测性保养。

数码监测与智能控制,助力工厂降本增效

研华邀请其客户PCB厂臻鼎科技现身说法,阐释如何以AI赋能智能制造。臻鼎高级工程师陈冠熙博士表示,AI在制造业扮演的角色,即是助力提高产量、减少瑕疵、节省成本、提升获利等。臻鼎集团的AI应用面向有四,一是最早起步的图片与影像,包括用于瑕疵检测、工安监控等场景。

二是数据分析,主要用于制程改善、节能参数调整。三是知识分享,藉由AI指引现场工人解决问题。四是AI+RPA,借此处理耗费人工的作业。而其间最关键的AI起手式,即是运用研华WISE-IoT智能能源管理方案,发挥数码监测和智能控制功效,进而藉由产气压力恒定、用气适量供应、无人化管控,成功强化空压功能效管理,一举带来安全、省工时、节能等综效。

GenAI加持,智能工厂/仓储效能大跃进

研华夥伴佳研智联,则由其总经理罗佐良开讲,阐述先进智能仓储与智能工厂议题。他表示佳研智联由工研院、研华、大肚山基金会合资组成,目标成为智能制造专家、并跻身为国际型SI。

罗佐良说,2016年佳研原班底从CPS出发跨足智能制造,逐渐累积数据后着手发展决策式AI,展开瑕疵检测等应用。现在生成式AI出现,有了VLM、LLM,运用范围更广,但需串接私有数据库,满足智能工厂或仓储在意的机敏数据保全,亦增强AI解答的专业性。以仓储为例,用户可利用研华平台的模块、设计仓储管理仪表板,以提供预万亿保养管理等各种元素,管理者亦可透过GenAI直接提问系统、获取所需信息,如某某PLC的型号、当下故障真因及修复建议,以利提高售后服务品质与效率。

加值生态夥伴,形塑完整AIoT转型服务

担纲WISE-IoT论坛压轴讲师的研华科技市场开发经理陈彦鸣,述说WISE-IoT生态系的协同合作。他强调不管数码或减碳转型,皆非研华能一己承担,因而需要结合各领域夥伴打团体战,促使AI方案落地实现,研华扮演AI工具平台的提供者。

WISE-IoT AI平台内含三大块,一是信息串流,汇集多样IT系统、文件、经验知识库与AIoT数据。二是IoT Suite工具集,居中执行异质整合、事件管控、可视化,乃至于运行AI模型。三是报告,实际串接产业落地应用,或是iFactory、iEMS等方案。研华运用上述完整架构与工具,做为领域夥伴的后盾,帮助他们走最后一里路,实践整个产业智能化转型。

隶属Sharp旗下NB大厂的Dynabook,除展示举世最轻14寸商务AI PC外,另藉由dynaConnect Energy能源管理系统协助企业全面掌握碳足迹。DIGITIMES

Logitech凭藉AI赋能的个人键鼠方案,搭配商务协作视讯设备,形塑工作效率新升级、视讯会议零距离的智能办公场景。DIGITIMES

身为德国自动化元件领导品牌的Zimmer Group,与盟友Schmalz合力打造MATCH机械手臂末端生态系统,协助客户克服自动化生产挑战。DIGITIMES

研华提出AI Agent智能助手,助制造业以提示词编排、知识库引用、工具导入、调试与预览等简单四步创建AI工厂应用。DIGITIMES

北尔电子顺应OT/IT整合趋势,推出数码可视化的简易型战情室解决方案的WebIQ,以及无远弗届可线上存取管理的CloudVPN Gateway。DIGITIMES

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