數位智慧化，賦予未來工廠進化動能
- 闞大成／DIGITIMES企劃
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現今許多製造企業都積極擁抱數位智慧化，期望將AI、IoT、Cloud/Edge、Digital Twin…等科技內化於日常作業流程，以打造不斷與時俱進的未來工廠。有感於工廠的數位化、智慧化，堪稱是一場速度、智慧和競爭力的革命，在在考驗業主的知識整備力；所以DIGITIMES於日前舉辦「數智雙化，未來工廠全進化」智慧工廠秋季場論壇，希望協助廣大的製造企業應對市場競爭和製造轉型的挑戰。
研華市場開發經理陳韋均表示，近年研華參與智慧工廠場論壇，多以能源管理為主軸，2023年則將格局提升，探討如何將能源管理及智慧製造整合，朝「永續工廠」角度鋪陳。永續工廠可分幾個較大面向，係因各企業的發展階段不同，範圍從綠色製造、設備管理、AI應用甚或建立企業駕駛艙，研華均可提供協助。
此乃因為，綜觀整個綠色製造系統藍圖，研華兼具從地到雲供應能力，舉凡IoT的Sensor、Gateway到IPC、Touch Panel介面，皆為研華自製，加上私有雲與公有雲的可視化，並能在中間層提供一系列工業App，便於用戶將偌大MES拆解為一個個模組套餐來選用，降低總體建置費用，且立即看到導入成效。
善用私有雲協作平台，形塑良善數位文化
互動資通行銷處協理錢芸霞指出，論及製造業數位轉型，蘊含資安、ESG、數位工作體驗三大面向。基於此，企業急欲建立具高資安能力的溝通協作平台。
互動資通的team+為私有雲企業溝通協作平台，歷經多年發展，現已涵蓋組織管理、團隊協作、即時溝通、提醒推播及資安控管等完善功能，可協助企業打造良好的數位文化。
目前team+已擁逾5,000個案場實證。如製造業範疇的廣運機械，有鑑於早年用Line溝通協作，無法留存珍貴紀錄，於是導入team+，將試車（Pilot）時遇到的組裝問題、設備之間的溝通問題，以照片或影片記錄下來，結合團隊成員提供經驗與解法，發揮知識傳承綜效，且對新資訊分享、教育訓練產生顯著價值。
AI生成3D，達成設計與製造的智慧化
達康科技技術經理周大𪛓，分享AI生成3D議題，意即透過AI協助執行未來開發。不少企業在設計與製造上面臨挑戰，如開發週期被壓縮得愈來愈短，工程設計專業知識需求不斷墊高，再者設計與製造脫鉤、以致後期變動成本激增。
為此達康科技致力推廣Autodesk Fusion 360雲端CAD/CAM/CAE平台，具有高CP值優勢，可以做繪圖設計，可以做CAM包含三軸、五軸、雷射切割、自動排版甚至積層、3D列印、金屬、粉末；另提供CAE分析，如應力的模擬分析。 更重要的它提供一個Generative Design擴展包，支援AI衍生式設計，以AI自動產生非常多的解法，讓用戶依據不同需求去做選擇，以契合廠內生產設備的需要。
以全生命週期管理，將資安威脅清理殆盡
TXOne Networks解決方案架構師廖宜岑，闡述如何運用資產全生命週期管理模式，強化工控資安。企業導入數位轉型，不外乎想要提供不一樣的服務與產品給客戶，或優化產線、讓生產更順利；其間有一個重點絕對不容忽略，即是資安，只因在尋求進化的同時，資安風險必然增高。
如何做好資安準備？TXOne提出全生命週期的資安管理架構，完全不信任任何設備是乾淨的，當設備進廠前便以USB掃毒棒掃過一遍，確定沒問題後再進廠佈建；佈建過程中，若可安裝防護軟體者就安裝，若不行便掛上網路式防護，此後在歲修或例行檢查時，再用USB做固定掃描，讓確保每一個時期，皆有對應的資安措施。
活用AI、IoT與Cloud，循序實踐數智轉型
緯謙科技副總經理葉卯陽表示，工廠推動數智轉型，需要借助三個主要工具，便是AI、IoT、Cloud，如何適切調配這些投資與產出，即為重點所在。深究其因，在於製造業面臨通膨、地緣政治、供應鏈重組、淨零、缺工等多重挑戰。如何解決這些難題？第一必須做數位化，且要善用雲端工具；第二要利用AI，落實師傅經驗的數位化；再者要做到數據串聯，確保AI能與人們協作。
為使企業達到一致化資料品質和定義、扎穩數智化基本功，緯謙可協助建立貫穿雲地的Data Fabric，將所有資料整理清洗，確保企業能以單一資料來源加速推進AI運用，循序打造製造檢驗、設備維護、工安警報、供應鏈管理、自動化溝通等場景，實踐提質、增效、降本、減存目標。
憑藉智慧製造加值服務，助力打造永續供應鏈
東捷資訊服務ESG智慧服務部副理龔恆德，述說東捷如何延伸智慧製造加值服務，助攻企業建構綠色永續供應鏈。2023年金管會規定大型集團及高碳排產業需揭露碳排數據；在國外，也有歐盟CBAM、美國CCA等法案陸續施行，顯見製造業邁向低碳無可避免。
為使企業克服永續轉型挑戰，避免日後因罰金或 採購碳權而徒增營運成本，東捷提供「一站式碳盤查流程指引」，協助企業透過ERP、MES並搭配IoT蒐集碳排數據，順利執行碳盤查、碳足跡，再結合專業顧問團隊進行數據驗證，再引導企業善用編輯器產生出合於規範的對應報告書。此外也協助導入馬達健康度監控機制，隨時觀測電流量是否異常飆高，有效抑制工廠或供應鏈的最大碳排源頭。
勇於創新，老舊廠房設備也能孵育高價值
本次論壇的重頭戲，便是由國立清華大學講座教授兼執行副校長簡禎富、群創光電總經理暨營運長楊柱祥，共同進行「邁向永續經營，價值創造的燈塔工廠」Panel。
簡禎富指出，群創獲得台灣首座燈塔工廠認證，亦推動許多轉型計畫，特別在2023年Display Week中、楊柱祥提出「More than panel」，讓人不禁對面板可能的創新應用深感興趣。
楊柱祥拿出一張信用卡，上面有一個讓群創引以自豪的指紋辨識器，係由其LTPS 3.5代舊廠房透過PI基板做出來的，現已進入量產。綜觀此指紋辨識器，上面有群創封測的IC，將多溫低晶矽LTPS玻璃當作載板、再放上IC。
「我們不只做先進封裝，也是Glass Core Substrate的破壞性創新者！」楊柱祥說，一般常見Silicon Based IC，但群創做的是Glass Based IC，成本更具競爭力，可用來驅動Micro LED或Mini LED。
足見群創已著眼於Beyond the Panel，力圖創造更高附加價值的產品，但創新歷程艱苦漫長，往往以三年為一基期、動輒2~3個基期起跳，且極為燒錢；但群創樂於投資Future、Technology與Knowledge，願意提供機會給願意挑戰的同仁，且絕不會因創新失敗而究責。
擁抱Edge AI，快步實現新世代智慧工廠
超恩台灣區業務林彥志表示，超恩專注發展Edge AI與邊緣運算方案。以硬體來說，除提高算力要求，更針對不同場域、應用，細緻打造具最佳化穩固性、耐受性、安全合規性的工業電腦；近年積極投入軟體開發，打造V-Hub軟硬體整合平台，可運用在機器視覺應用開發、能源管理數據採集分析、AMR機器人軟硬體整合應用開發。
如VHub AI Developer Solution，為基於Intel OpenVINO的機器視覺開發套件，可作為AI推論引擎或模型優化器；值得留意的，它提供逾200個預訓練模型，方便AI開發者減少發展AI影像視覺的時間與成本。另提供VHub AI Developer Premium方案，為一站式AI影像視覺開發平台、屬SaaS服務，標榜從資料收集、物件標記到模型訓練與驗證，均可直接在雲上完成，擁有莫大彈性和便利。
部署工控系統，建立智慧製造的管理樞紐
達明機器人自動化工程師黃靖涵強調，如何引用智慧化系統來建造智慧工廠，已是大勢所趨。以智慧製造與傳統製造模式相比，前者不管在成本、人力、年交率皆有絕對優勢。
打造智慧製造的四要素，依序包含導入自動化設備、設備系統連結、數據整合暨製程管制、結合AI技術。為協助企業落實智慧製造，達明悉心發展TMM工控系統；以智慧製造金字塔架構來看，TMM居中間範圍，底下是手臂、PLC、AGV、Sensor等終端設備，TMM透過通訊協定連結這些設備連結，收集資訊並呈現於SCADA中控系統，另提供APS、MES、SFC（Shop Floor Control）等功能，應用範圍甚廣。
談及TMM應用範例；以SFC而論，可藉由精準的流程卡控，助客戶穩定達成多單多工件生產，且自動產出生產履歷。
整合3D量測及MES／CAD，讓模具誤差無所遁形
馬路科技顧問3D量測部門經理李啟憲，分享如何藉由3D量測與MES／CAD數據的整合，為智慧工廠帶來助益。他說3D量測感測器利用左右兩側Camera取得2D影像，再透過三角測距方法並搭配投影光柵，算出3D點雲資料。3D量測與傳統量測的最大差別在於資訊量，唯有前者才能滿足Full Field Expansion全域量測，不必區分哪些地方重要或不重要，都以綜觀全局方式來瞭解受測物件的誤差問題。
所以企業非常適合在製程中導入3D量測工具，第一個可量測的就是模具，因為模具上的某些地方可能沒有加工到位，透過3D掃描再與CAD做比對，很容易就能找出像是過切等異狀。甚至可針對模具做虛擬組配，掃描上與下之後，再把它們合起來，用數位方式檢查哪裡有干涉。
強化能耗碳排管理，推動工廠淨零轉型
台塑網科技CIM事業群專案顧問李建霖指出，近年ESG議題發酵，且氣候變遷因應法三讀通過，意謂最快2024年可能徵收碳費。為此台塑企業著手推動ESG優化方案，範圍包含改善能源、製程優化、企業永續，並依企業管理、盤查管理、減量管理、碳中和等構面制定減碳路徑。基於「看得到才管得到」，台塑廣納碳排資訊，再依不同層級管理需求，透過智能監控戰情看板呈現訊息。
台塑推動工廠節能多年，故補強重點之一為能耗管理，一來針對油氣水電加裝感測器，展開能源統計與分析，二來定期產製報表，建立符合ISO 50001架構的認驗證機制。至於另一重點碳排放，側重趨勢比較，包括不同生產線、相同月份，及相同產線、不同月的碳排比較，找出改善極限。
結合AI視覺，增進生產作業品質與效能
百威雷科技（PowerArena）業務總監洪維謙說，據麥肯錫最新報告，高達七成製造業透過人工進行生產管理或生產製造。故PowerArena亟思運用AI軟體方案，協助這些工廠做改善，以提升品質與效率。
關於工廠管理，PowerArena從人機料法環當中，選定合乎自身專長的「人」與「法」面向，提出HOP（Human Operation Platform）人因作業平台。此方案非常簡單，利用工廠的Camera收集資料，再經由AI專屬機做運算，很快就能顯現工廠當下狀況，不再需要生產主管以紙筆碼錶收集數據。
經由人因作業數智化，可為企業帶來諸多好處。以QC為例，當公司接獲客訴，可回溯生產履歷，快速釐清當時生產狀況。另可針對重點工站，利用AI分析比對，時時確認作業員是否遵照IPQC流程來作業。
以RTOS為基底，助力Mission Critical企業轉型
美商溫瑞爾（Wind River）台灣分公司關鍵客戶經理孫楊晃指出，Wind River從嵌入式軟體起家，自行開發即時作業系統（RTOS），主要客群皆為「Mission Critical」型態，意即嚴格要求所用控制器必須即時，否則一旦當機，恐造成人員生命財產傷亡，如飛機、汽車ADAS等。
Mission Critical客戶相對封閉，對數位轉型考慮面向更多、也更謹慎。好比因應系統日趨複雜，如機械手臂從單一工作轉向協作型，故需考慮視覺化、防止誤傷人員，也要有能力將資料上傳雲端做分析。此外做產品時需考量整個生命週期，能負擔從開發、部署到後面的營運維護。再者要確保Safety與Security萬無一失。
為此Wind River致力推廣具長期支援承諾的RTOS、Hypervisor和Linux系統，讓Mission Critical客戶在安全無虞下邁向現代化協同開發，實現Digital Feedback Loop。
採用節能傳動設備，貫徹低碳永續理念
ABB台灣運動控制事業部副總經理吳文銓，分享ABB基於「轉型低碳製造、邁向永續未來」繪製的未來工廠藍圖。
談到截至目前的ABB永續進程，以2019年為基底，已減少65%範疇1與2溫室氣排放，及減少32%廢棄掩埋物，並降低42%工傷時（Lost Time Injury）。此外ABB預定在2030年達到碳中和，要求80%以上產品採用循環模式。
值得一提，預估2040年全球使用的傳動設備如馬達，數量激增一倍。因馬達消耗逾45%電力，故上述情勢對低碳永續極為不利。為此ABB呼籲工業界採用高效率馬達設備、減少10%能耗，同時搭配變頻器、另降低25%能耗；而ABB致力為整個馬達價值鏈帶入永續發展觀念，不管採用的原物料，乃至設計、製造、銷售、使用到產品壽命告終，都深植永續DNA。
透過開放性Fieldbus，輕鬆實作模組自動化控制
美商英特蒙（IntervalZero）台灣分公司亞太區業務工程師謝誠陽指出，IntervalZero主要產品有二，一是微軟Windows的即時作業系統RTX64，另一是基於RTX64開發的KINGSTAR運動控制平台，也是促進未來工廠模組自動控制的重要利器。
目前多數工廠的機台屬單一用途，只要將它模組化，就能更有彈性地運用在產線。例如不同機器通常有不同控制器類型，CNC有自己的控制器，Load/unload機器也有一個主要控制器、如PLC或PC-Based運動控制卡，藉由主控串接底下Conveyor或Loader；一旦模組化，異質控制器與機器之間也能溝通無礙。
欲實現模組化，需借助一個開放的Fieldbus，將一個個模組串起來。例如採用EtherCAT的KINGSTAR，便能連接各種硬體，另支援Auto-Scan、Auto-Configuration及Hot Connect等必要條件，完全滿足模組化機器所需靈活性和可擴充性。
科技加持新創團隊，孕育高值化創新方案
同屬亞灣新創園AWS聯合創新中心新創團隊的哈彼科技（HAVBEAT）、城智科技（AIRA），聯手進行「科技加速數位轉型 內容電商創新商業模式」演說。
哈彼科技共同創辦人暨營運長游恩寧表示，哈彼為專注數位內容轉型的SaaS領導品牌，擅於提供線上線下一條龍方案。例如想藉由B2B2C模式推廣課程業務的企業，可透過HAVBEAT系統，以募資、團購或分潤導流等形式更多人看見其課程；接著採用預約模組，執行高彈性的線上下預約，透過活動模組分析消費者偏好，或以電商模組推展商品販售，讓知識變現變得更廣。
城智科技業務拓展經理魏藩東指出，AIRA擅於AI模型的建立、訓練、調教與部署，有兩個顯著特色，其一非以SDK方式提供AI模組，而會提出實際解決方案，如智慧製造方案；另一標榜高性價比，最低從CPU即可入手，不需一開始做斥資購置GPU。AIRA主要聚焦人員管理，從環安位的「安」切入，像是員工身分辨識、陌生人追蹤等。
架設資安保護傘，消弭5G專網風險威脅
訊勢科技（CTOne）全球商務開發經理易名揚說，CTOne為趨勢科技全資子公司，是國內外唯一專注研究通訊與電信領域的資安公司。
有人質疑5G專網處在工廠封閉領域，為何需要採取高規格資安保護？易名揚解釋，5G與過往2G、3G、4G LTE等網路不同，不只導入雲端服務、開源軟體，且採用標準化x86硬體與各式IoT設備。而5G專網所在的智慧製造場域中，有很多終端設備，如手機、平板、機械手臂等，它們並不在3GPP規範內，卻又與5G專網緊密連接，是整個架構裡最容易被駭客攻破的點。
此外不管Open RAM、MEC甚或5GC核網，各有遭受攻擊的風險存在。為此CTOne提出MNS（Mobile Network Security ）資安方案，期望基於零信任原則，協助客戶確保專網安全、遵循專網法需求。
精進AI智能判圖，減少品檢人力消耗
矽品精密事業三處技術開發處長萬國輝，分享AI智能判圖在封裝廠的實務經驗。他指出矽品中科廠有晶圓凸塊與晶圓級封裝產線，自動化程度高，以致人力精簡，但產品檢測是例外；因矽品不允許有缺陷的產品落到後段製程，採取嚴格檢驗，導致AOI的過殺率偏高，只好指派作業員執行覆檢。
後來矽品決定導入AI智能判圖，希望減少人力消耗。在走向智能判圖的過程，需要思索不少難題，如要避免Wafer的切割道直接被判為缺陷，要清楚分類良品和不良品特徵，要選定好的訓練方法等。
總之群創收集AOI照片，放到Training Server做訓練；此Training Server基於NVIDIA DGX-2架構，共配置16張V100顯示卡，這些顯示卡被區分為幾個區塊（Container），依模型、訓練資料量的大小，調控每區塊的資源。未來將持續提升自動缺陷分類（ADC）準確度、探索新的AI模型架構、擴大產品涵蓋率，提高智能判圖綜效。
運用AI Robot，實現協作生產和彈性生產
工研院機械所智慧機器人技術組組長黃甦，探討如何善用機器人實現協作生產或彈性生產，因應未來多變產業環境，同時分享2023年德國AUTOMATICA呈現的重要訊息。
隨著生成式AI爆紅，連帶大幅推升AI Robot能見度，如同其簡寫AIR（空氣），可望在我們的周圍變為常態，像是在工廠或餐廳。AI Robot兼具通用性及智慧性，最大特點在於可靠性，不會像人類會因情緒、疲累度、健康而導致失誤，維持穩定的製程品質。
有關2023年AUTOMATICA，綜觀市佔率最高的四大家族（FANUC、Yaskawa、ABB、KUKA）發展走向，可歸納為設備機器人化、人機協作化、機器人技能化等未來趨勢。像是Yaskawa結合視覺和力覺Sensor，結合AI與深度學習，已有能力執行表面拋光；更值得留意，ABB提出No-Code Robot，不需示教編程，即可快速引導機器人學會執行任務，使機器人更能輕輕易扛起協作生產重任。
