現在的工廠越來越聰明,在自動化機械手臂、AI協助下,不只能自主發現問題、解決問題,更能提升生產效率。台灣業者更把智慧製造經驗,整合成可複製的解決方案,協助企業數位轉型,讓軟硬體設備彼此串聯,提高產能,從賣設備走向輸出整套智慧工廠解決方案,搶攻全球市場。

燈塔工廠 製造標竿

「燈塔工廠」被視為智慧製造的最高榮譽。(圖/TVBS)

智慧工廠正在顛覆傳統製造模式,偌大的廠區內幾乎看不見太多人力,機械手臂撐起整條產線,數據即時流動,每一項生產決策都由科技驅動。全球製造業迎來數位轉型,「燈塔工廠」被視為智慧製造的最高榮譽。來到台灣本土首座,獲得世界經濟論壇認證的燈塔工廠中,整個1萬平方米大的廠區幾乎都是暗的,只剩下機械手臂自動運作,而長達50幾米的產線上,原本大概需要100個人,現在只需要7.5個人就能完成作業。

群創智能及自動化解決方案事業中心協理廖建宏表示,最有感的改變是讓自動化設備變聰明,實現了低成本、高品質、產品升級的三大成果。他進一步說明,主要運用三大技術:第一個是R2R即時回饋補償技術,第二個是PHM設備健康診斷技術,第三個是FDC故障偵測與分類技術。

過去一條面板產線是否能維持高良率,高度依賴人工經驗,需要人手、人眼仔細調整並發現問題。如今自動化設備與AI系統接手這項工作,像是R2R即時回饋補償,能讓機台自動感知、智慧校正參數,不僅發現問題還能解決問題,滾動式修正大幅提升營運韌性。廖建宏指出,設備在收集數據之後會進行演算,而且設備之間會互動、互相串接,透過精準的回饋控制來修正製程之間的偏移跟誤差,這樣就可以讓製程的良率提高,製程的穩定性會變得更好。

工廠大腦 戰情中心

智慧工廠的戰情中心,也是工廠的大腦。(圖/TVBS)

在智慧工廠的戰情中心,也就是工廠的大腦,一面面即時儀表板整合來自產線、設備的海量數據。每天上午會在這裡開會,重點一把抓,即時掌握工廠運作狀況。更重要的是,業者不只在自身工廠落實應用,更把這套智慧製造解決方案,打包成一套可以複製的模式,要賦能給其他業者。廖建宏強調,與同業最大的差別在於源自於製造,所以深刻了解製造廠域的需求跟痛點,與客戶有共通的語言;第二是具備軟硬整合的實力;第三也是最關鍵的,就是能夠協助客戶調整思維及做法。

這也凸顯台灣不只在半導體、面板、電子零組件等產品具有優勢,台灣的軟硬體整合能力與整套解決方案也佔有一席之地。過去客戶從購買單一設備,如今更重視跨領域系統整合。工研院機械所副所長許文通認為,最大的幾個差別包含整個客戶關係改變了、商業模式改變了,最後反應到的是,整個企業的競爭力核心也變化了。他表示,不是說賣設備給客戶就結束了,而是建立一個長久的夥伴關係。許文通也提到,這幾年政府從之前的智慧機械到現在的AI推動到百工百業,目的就是為了滿足未來的智慧工廠需求。

智能中心 實機驗證

台達電位在中壢的智能製造創新中心,好幾十台設備呈現完整的單機與整線解決方案。現在工廠的運作已跳脫過去的單一機台自動化,而是要能夠數據整合、串接機台。像客製化禮品解決方案,能夠包含從下料、測試、雷射等程序,從產線設計到產出都能夠一站式完成。另外像智能電動起子導入AI即時影像分析,可精準定位、偵測動作是否正確,並在錯誤時回控鎖定、亮起紅燈,防止作業員操作錯誤。還有六面檢查機能檢測體積極小的被動元件,透過餵食AI正確影像,搭配光學判別精準抓出瑕疵品。重點是這些都可以客製化,與不同廠商的自有機台互相串連。

台灣的軟硬體整合能力,整套解決方案,佔有一席之地。(圖/TVBS)

台達機電事業群副總經理巫泉興表示,到了工業5.0談的是人機協作、客製化、節能、環保、永續。他認為,在數位的世界裡面能不能自我去模擬、自我去實驗、自我去生產,在數位模擬生產然後最後得到一個最佳的解方跟最佳的know-how跟配方,接著再把它導進實體的產線,讓實體產線能夠百分之百照虛擬世界所模擬的去做到,這是最主要的關鍵。

在智能創新中心也提供廠商帶樣品試產、測試與驗證的一站式服務,並積極導入數位孿生技術,透過即時模擬與預測分析,在產線建置前完成驗證與最佳化。巫泉興指出,走在自動化跟智慧化,最前沿的是半導體跟新能源。他說明,一般來講對標準的電子組裝產業,可以提升至少產能利用率提高15%,對於整個產品的不良率應該可以降低10%,同時對於全廠的能源再利用,能耗也可以降低12%左右。如果能降低錯誤成本,對客戶來講就是很大的回饋。

代工王國 到整廠輸出

有趣的是,台灣長期被稱為代工王國,現在角色出現變化,台灣開始教別人怎麼生產。因為難的是怎麼串接設備,讓不同設備互相對話,以及把工廠改善流程複製到海外,這就是系統整合商最大的價值。巫泉興認為,歐美在軟體發展的整個能力比亞太國家更擅長,但缺少的是硬體能力跟整個落地軟硬整合的能力,而台灣淬鍊出來的是軟硬整合的能力。他強調,整個台灣的電子組裝業不僅是配合客戶出去,甚至於也把智慧製造的能力發展到其他的國家,甚至於來幫他們建置。

專家也認為,台灣憑藉完整供應鏈、強大製造實力、ICT半導體技術,最終的目標就是可以打包整廠輸出複製到海外,成為解決方案的提供者。許文通表示,業者有沒有辦法讓IT跟OT之間能夠做一個無縫的接軌結合,這個非常重要。其他比較細微的,例如系統是不是能夠模組化、未來有沒有擴充性,以及系統架構能不能一步一步完善。他認為,未來的人力減低是趨勢,所以用智慧製造把所有的資訊透明化,然後交由系統來管理,把這些整個智慧製造的方案打進去,又可以兼顧到產能效率,又可以把生產資訊透明化。

不過也有教授認為,台灣若想把智慧工廠打包成商品賣給全世界,還有一些挑戰待突破。台師大科技應用與人力資源發展系教授孫弘岳指出,台灣有很強大的硬體跟製造的人才,但是沒有雙向整合的人才,現在最缺的就是怎麼把人工智慧塞到強大的智慧製造過程中,這是面對最大的挑戰。他認為,最大的罩門來自於軟體部分,這是一直無法有效整合到硬體裡面來,是台灣最大的弱點。孫弘岳表示,真的需要的是懂現場製造產線端的人,但大多數人工智慧的專家或人才比較不願意到現場。隨著AI浪潮來襲,台灣能否從製造大國進一步成為智慧製造方案的輸出者,將是下一個重要課題。

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