科盛科技結合Microsoft Azure 開創模流分析應用新價值
- 林稼弘／台北訊
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隨著工業4.0、智慧製造浪潮興起，虛實整合蔚為主流，連帶改變工業產品設計的樣態，從概念設計、產品設計、模具設計直到生產製造，皆需將CAD模型一路往下帶，在各個環節執行不同模擬。影響所及，已發展逾30年的模流分析技術因而翻紅，應用觸角從常見的塑膠射出成型，迅速延伸智能製造以及半導體封裝分析等先進製造領域。
有鑒於越來越多製造業者急欲運用模流分析軟體，快速孕育模具、產品設計的數位分身，甚至是材料、機台的數位分身，以提升產品開發效率與品質；為此以Moldex3D軟體享譽業界的科盛科技，決定奠基於Microsoft Azure雲端平台，接續繁衍「Azure Connect」、「MPE數位學習平台」及「MHC材料雲」等多項加值服務，期望藉此降低使用者駕馭模流分析技術的門檻，以Simulation-Driven AI為手段，快速強化智慧設計與智慧製造能量。
成立於1995年的科盛科技，初期為協助塑膠業界加速開發產品、降低產品與模具開發成本，於是植基於電腦輔助工程分析(CAE)技術，打造出「Moldex3D」全球首套實用化真實3D模流分析軟體，引發市場莫大迴響；使Moldex3D客群基礎持續壯大，迄今累計客戶數突破5,000家。
科盛科技董事長許嘉翔表示，Moldex3D問世至今逾20年，每年營收皆維持10~15%穩健成長，絲毫未顯露成熟停滯氣息，足見市場應用需求依然旺盛。此乃因為，塑膠與金屬並列兩大工業材料，其中塑膠材料多達10餘萬種，且每種材料的特性都不同，徒增設計、加工、尺寸匹配上的難度，容易導致產品開發時程延宕；因而亟需借重模流分析軟體來執行產品與模具設計模擬，以縮短產品開發週期，由此不難看出Moldex3D基本盤確實雄厚。
值得一提，近年Moldex3D逐漸跨出傳統範疇，不僅成功開闢半導體封裝分析應用的新商機，成為封裝領域市占率最高的模流分析軟體。更從原本擅長的智慧設計，擴展到智慧製造應用領域，不只能幫助客戶做流動模擬、翹曲變形模擬，還可模擬材料特性與機台特性，協助客戶掌握生產製造時的加工條件。
伴隨客群與服務趨向多元化，科盛揹負的客戶期望也隨之擴大，驅使其積極跳脫單純Stand Alone的Moldex3D軟體銷售，在近年陸續推出多項創新雲端服務，包括MPE (Moldex3D Plastics E-Learning)數位學習平台、MHC材料雲(Material Hub Cloud)塑料加工物性數據庫，亦推出「Azure Connect」解決方案，讓客戶在自行操控資料之下，得以取用雲端資源來運行Moldex3D。這些對客戶深具價值、也符合未來潮流的新服務，皆奠基於Microsoft Azure平台。
憑藉MHC材料庫，助客戶加速產品開發
許嘉翔指出，科盛之所以起心動念推出上述服務，都源自客戶需求。以MHC材料雲而論，因客戶面臨一大難題，在於高分子材料為非線性性質、沒有定值可循，容易隨著溫度或加工過程而生變，控制難度極高，加上由ESG牽動塑料回收風潮，造成塑料裡頭的高分子容易出現降解、斷鏈，連帶影響成型的穩定性，使得問題更加棘手；鑒於此，科盛斥資新台幣6,000萬元打造材料實驗室，一方面彙集材料供應商提供的物性數據，二方面透過自己不斷量測、累積龐大數據，使客戶能迅速比較各種材料的曲線特性，從中找出最適當材料，進而加快產品開發進程、避免成本耗費。
截至目前，科盛材料實驗室已建立逾8,000筆材料物性數據，且持續累積中。以往此類數據都隨附著Moldex3D提供給客戶使用，惟科盛發現此類材料大數據的需求不僅限於模流分析，還可延伸到產品設計，故於今年(2022)基於Microsoft Azure推出MHC材料雲服務，讓既有的Moldex3D客戶，抑或塑件產品設計者、塑膠加工者都可加以訂閱，獲取更完整的設計參考依據。
「MHC材料雲對客戶的助益，著實超乎原來設定想像，」許嘉翔說，以MHC材料雲的「尋找替代料」功能為例，原本設計初衷，是顧慮到萬一材料庫缺乏客戶想要的材料，即可利用此功能篩選出性質接近的材料，繼續執行分析；但許多客戶舉一反三，基於降低成本、解除斷鏈危機等需求，尋找相近材料來使用。
至於MPE的概念，則源自4、5年前。原本科盛以一對一方式為客戶提供培訓服務，但考量執行成本偏高，故將服務轉向線上化、遠距化，推出Moldex3D University平台。因現今業界老師傅進入退休潮，迫使新人在缺乏足夠經驗下扛起重任，因而急需借重Moldex3D University來加速培養模流知識與技能。爾後科盛為了迎合客戶期望，決定擴大Moldex3D University格局，以MPE雲服務平台的新型態，不限於Moldex3D而納入更多材料、機台或製程等相關設計課程。
利用Azure Connect，降低模擬運算門檻
談及Moldex3D上雲服務，許嘉翔坦言早在10年前即有此想法，但推廣效果始終不如預期。無論Moldex3D或其他CAE軟體，以往雲端化旅程都不順遂，最大障礙在於客戶不願上傳產品設計機密資料。
直到幾年前，科盛看見一大轉機，即是Microsoft Azure擁有最完整的資安與稽核認證，不論是跨產業、跨區域，從Identity、Encryption、Network、SIEM to Governance & Monitoring，Microsoft Azure以零信任架構帶給客戶最完善的端對端安全性。並且針對 CAE 大量複雜的模擬使用情境，Azure HPC 高效能運算，從計算、儲存到網路，提供客戶可採用最先進、最優化的規格，帶來最符合成本效益的解決方案。尤其Microsoft Azure全球超過 66 個區域(Region)的據點，對於科盛科技在全球超過5,000個客戶的市場需求，可以提供快速與最完善的部署。與此同時，Microsoft Azure在協助ISV業者拓展全球佈局上，從Azure Marketplace、售前與售後技術支援到進入市場規劃，擁有最完善的佈局。
著眼於此，科盛正式推出Azure Connect服務，致力營造「一鍵部署」利基，讓客戶輕易在Microsoft Azure上佈建Moldex3D運行環境。許嘉翔將它歸類為「第一代Azure Connect」，客戶「自攜授權」（Bring Your Own License；BYOL），Azure Connect客戶在操作過程中，若是運算資源不足，隨時都可動態彈性延展(Scalability)，不論是擴大(Scale up)取得更多的CPU、記憶體、磁碟空間和額外功能，或是擴增(Scale out)增加VM執行個體數量，多台機器大量平行運算，甚至在沒有資源需求下可關掉機器剩儲存必要的OS Image以利後續快速部屬(Scale down to zero)，允許客戶控制自己的資料，引用Microsoft Azure可隨需縮放的高效算力。
「第一代Azure Connect」雖然對客戶有極大效益，但仍有軟體授權數量無法彈性擴張的侷限性，為突破前述限制，讓客戶不管在硬體或軟體資源取用上，皆能真正走向輕資產化，科盛著手發展「第二代Azure Connect」，將在Microsoft Azure上設置Moldex3D的License Manager機制，預計今年中提出雛型、第四季正式推出服務。今後假使Azure Connect客戶需要使用更多Moldex3D授權，例如要加開5台或10台授權，一旦提出申請，都能由系統自動立即開出，客戶用多少、就付多少。
以Microsoft Azure為關鍵觸媒，致力實踐三大發展目標
許嘉翔表示，展望未來，科盛有三大發展重心。首先將基於智慧製造，以數位分身形式將模擬計算嵌入客戶設計/製造流程中，延伸更多應用價值。其次科盛將大力耕耘半導體、電動車應用市場，並積極爭取與更多客戶展開合作；對此他進一步說明，隨著3奈米、2奈米先進製程時代來臨，且挑戰摩爾定律的旅程已近尾聲，今後半導體業者轉而利用封裝技術來促進製程創新，形同不再蓋高樓，而會建造許多社區、再把它們封裝起來，但因不同社區承載不同元件組合，彼此特性大不相同，異質整合的複雜情境下衍生熱、干擾、變形等議題，故需利用Moldex3D進行預先模擬，且依賴度會越來越高。面對複雜的半導體先進製程，CAE對於IT基礎建設的需求亦會成指數型增加，對於異質整合與IC創新封裝複雜的情境，Azure HPC也將提供更優化的解決方案。
第三個重心是「以模擬資料來訓練AI」，但此目標實踐難度最高，因此需待至5年後才有望成形。為何科盛高度重視這一塊？係因工業AI應用不像商業AI應用，工業AI應用對於分析精準度有著更高要求，但礙於工程數據取得成本高昂，導致缺乏足夠訓練數據、從而拖慢發展進程；因此利用模擬資料搭配真實資料來豐富訓練數據，將是爾後必然發展方向。而微軟Azure Data Services如Azure Synapse Analytics、Azure Machine Learning、Azure Datalake、Azure Data Explorer與Power BI等服務，提供更具彈性與隨選服務的數據分析模型與資料分析引擎，將在數位分身與AI應用領域持續提供專業的服務，與科盛一同成長茁壯。
總括而論，在科盛實現上述三大目標的旅途中，Microsoft Azure將扮演關鍵觸媒，幫助客戶養成同步、協作的新型態工作流程，並將Moldex3D模擬機能嵌入於流程中，以便讓更多參與者都能以極高效率執行最佳化分析，落實智慧製造、IC封裝分析等遠大目標。進一步了解更多，請參考：
