融合人工智能、AR/VR技术 智能制造前景可期

Mercedes Benz运用多种创新技术缩短新产品设计周期，及让生产过程可更快速、灵活且高效能，如增实境便有助于提升组装时的精准度。Mercedes Benz

根据波士顿顾问集团(Boston Consulting Group；BCG)研究报告指出，工业4.0带来优点不仅止于提高生产力，还有增加制造弹性、提高生产速度、增进产品品质等三大好处，如当产品在制造前都经过精密计算，且在制造过程中亦透过各种传感器监测生产动态时，即可达成提高良率的目标。尤其随着各传感元件、生产机器和人员之间的互通性加强，生产流程速度和效率将分别能提升30%和25%，自然吸引不少企业斥资投入产业升级之列。

只是企业要跨入工业4.0之列，绝非仅仰赖单一技术可成，得由多种创新技术相互搭配，波士顿顾问集团认为至少得仰赖机器人、3D打印、云端、工业物联网、模拟、增实境(Augmented Reality；AR)、水平和垂直整合、网络安全、巨量数据分析等9类技术，才可能实践智能制造的愿景。

国立高雄应用科技大学讲座教授周至宏说，由多项技术整合而成的智能机械，是实现工业4.0环境中的重要拼图，而依照经济部工业局的定义，又可分成智机产业化、产业智机化等两大主轴。智机产业化即是指协助台湾机械工业升级，成为具备生产智能机械的能力，使设备具备故障预测、精度补偿、自动参数设定，与自动排程等智能化功能，藉由提供整体解决方案方式，建立品质与服务差异化的竞争优势。

至于产业智机化，则是诉求协助台湾产业尽速导入智能机械，建构具高效率、高品质、高弹性的智能生产线，再透过云端及网络与消费者快速连结，提供大量定制化之产品，形成联网制造服务体系。然而无论是哪种发展面向，都须仰赖人工智能协助，才能达成预测故障、优化流程、提升竞争力的目标。

运用人工智能技术协助  有效改善生产流程

尽管相较于欧洲，台湾在发展工业4.0成果尚不明显，然而已有不少研究团队投入改善生产流程的人工智能演算法之中，且已获得相当不错的成果。如国立成功大学郑芳田研究团队开发的全自动虚拟量测(Automatic Virtual Metrology；AVM)系统，即是一套精准可行、架构成熟的虚拟量测技术，且已在台积电、奇美、茂迪与联电等高科技产业的生产在线成功验证过。

传统典型加工精度量测为离机量测或机上量测，只是离机量测为工件加工后，取样部分的加工件至三次元量床测量，以获得取样件的实际加工精度。然而此作法之最大缺点，为量测延迟时间长，且当加工品质劣化时，无法及时得知并改善，也容易产生大批废料。至于机上量测的缺点，则是将占用机台可加工时间，将会导致机台稼动率降低，无形中提高生产成本。而运用人工智能技术发展的全虚拟量测技术，则可提供在线且实时之加工精度预测，能较离机量测更具效率，亦较机上量测更具有成本上的优势。

至于高雄应用科技大学与高雄第一科技大学携手合作，共同开发的多目标最佳化扣件生产排程系统，则是看准企业现有生产系统仅能排出个别订单交期，无法考虑生产制造的产能与工务、厂务所面临的问题，以至于每月生产排程订单都必须由人工手动完成，且需要耗费相当长时间。而以人工智能为核心的多目标最佳化技术开发智能排程系统，则能融入生产排班人员累积多时的宝贵经验，解决各订单交期、生产量、产品种类不同的问题，达成将生产排班产能最佳化的目标。

提升组装品质  Mercedes Benz运用AR有成

在2017年台北国际工具机展高峰论坛上，台湾奔驰总裁迈尔肯曾公开表示，为巩固公司在全球汽车市场上的领导地位，Mercedes Benz多年前便积极投入发展工业4.0，运用多种创新技术缩短新产品设计周期，及让生产过程可以更快速、灵活且高效能。如运用增实境可提升组装时的精准度，而虚拟装配测试可提升组装制程的效率，也凸显出AR/VR技术的重要性。

因为，传统制造流程无论是在新产品设计或是厂房建置，在传统二维平面图之外，顶多只能搭配3D模型、动画进行展示，或许已足以了解机具内部零组件、厂房规划动线、机台运行空间等基础信息，但毕竟缺乏临场感与互动性，无法有效掌握新厂房整体结构或生产流程，难保不会发生意外事故。

而现今透过AR技术协助，则能透过智能眼镜收集多个生产设备的数据，进而提供设备诊断和检修，而VR技术则能应用在产品设计研发、使用过程的拟真展示及操作教学等阶段，达成营运成本节省、效率与创新提升的目标。因此，根据IDC研究报告预估，VR装置销售金额将从2016年21亿美元，增至2021年的186亿美元，而主打商业应用的AR装置，尽管2016年出货量仅有2.09亿美元，但到2021年时将大幅成长到487亿美元。

资策会智能网通研究所组长林敬文认为，AR装置后续成长看好的原因，在于可为工作创造更大价值，所以企业斥资购买意愿相对较高。以资策会针对工业应用设计的AR智能眼镜为例，便可提供影像传输功能、语音通讯功能、姿态侦测功能、热影像分析功能、线上标记功能，智能眼睛不仅能主动标记温度过高的位置，并将数据回传到后台外，也能对现场维修人员提出示警，避免过于靠近危险区域，让工安意外发生机率降到最低。

另外，智能眼镜因具备通话功能，所以巡检人员在设备巡检过程中发现维修问题时，便能透过通话设备寻求支持，立即在现场直接进行故障排除工作。如此一来，除设备维修效果比过去更优异外，也能避免发生因人为疏忽所造成的意外，有助于实践零工安事件、提高工作效率的多重目标。

随着全球商业环境的快速改变，少量多样、定制化跃为主流，尤其欧洲、日本、台湾等主要制造重镇，都面临少子化、高龄化问题，在劳动人力持续降低下，让制造业面临升级转型的压力。而工业4.0正是满足市场需求，解决劳动人口不足的最佳方案，也是台湾企业重拾竞争力的解决之道。