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工研院与微软合推智慧製造,不用自行整合技术省去 IT 人员负

2020-07-08
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工研院与微软合推智慧製造,不用自行整合技术省去 IT 人员负

工研院与中部地区精密机械产业是密不可分的长期伙伴,位于台中精密机械园区的「智慧製造试营运场域」于 2018 年正式运行,清一色採用国产硬体,软体和整合方案则由工研院智慧机械科技中心开发,并结合微软 Azure 公有云服务。

透过实际运行的示範场域, 台湾中小企业可以从中选择或验证所需的解决方案,直接在自家工厂複製,免除自行整合技术的过程,非但上线速度快,成本和风险也大幅降低。

工研院副院长张培仁指出:「台湾拥有强大的硬体基础,往上叠加软体的发展,将为台湾产业带来优势的数位机会。但无论厂商或工研院,都面临抢佔市场先机的时间压力,所以要儘可能运用现成的技术方案,寻找可靠有信誉的伙伴如微软。我们双方的合作,也有助于提升研发成果产品化的水準,迅速回应产业及厂商的需求。」

微软 4 大核心技术一次到位,解决智慧製造的棘手问题

工研院曾以 2030 年台湾环境变化为主题进行研究并归纳出 27 个趋势,其中与产业界最相关的当推:人口老化、能源转型和数位机会。

不可逆的人口老化现象必然带来负面影响,能源转型对于高达 98% 能源仰赖进口的台湾攸关重大,但数位机会则有助于解决前两项课题,并带来更多发展契机。

张培仁说明,过去数十年半导体的快速进步,促使资讯储存、处理和传输的硬体成本大量降低,相对的,产品的价值越来越呈现在软体端。因此,若要善用数位机会,必须从软体、系统、服务三大环节的强化着手。

工研院也归纳出数位机会共通的核心技术, 包括 人工智慧、大数据、云端和物联网 ,目前选定四大应用领域进行发展,分别是智慧製造、智慧医疗、智慧商务、智慧移动。

由智慧机械科技中心负责的智慧製造,已经发展出智慧机上盒、OPC UA、可视化资讯板等三大方案,主要合作对象则是微软, 关键就在于微软的现成技术,数位机会共通的四大核心技术一次到位 ,同时拥有良好的信誉,协助工研院免除最棘手的相容性问题。

技术可全套複製移转,转型时间与技术风险大幅降低

2018 年正式运行的「智慧製造试营运场域」完全以实际标準生产方式在运行,除了做为智慧製造整合方案的示範场域,也用于多方尝试各种技术,以提升智慧製造的效益。

这个创举改变了以往着重在单一技术研发的模式,改为串连及整合原先散布各个单位的技术, 并以整体解决方案呈现,厂商实际参观之后,可以直接全套複製及移转技术,时间和技术风险都可大幅降低。

工研院智慧机械科技中心智慧製造技术组副组长彭达仁表示,早在工业 4.0 和智慧製造跃上枱面之前,工研院就已投注大量资源进行单机智能化的研发,并有多年累积的成果。

彭达仁指出,为了因应智慧製造的少量多样、弹性生产、物联网等需求,有必要建立示範场域平台来展示技术的整合,让厂商眼见为凭。

IT 人员只有寥寥数人,产业升级也能快速又安全

举例来说,为了改善製造业机台联网问题,工研院运用微软 Azure IoT Edge 技术来开发智慧机上盒,将机台通讯模组容器化(Containerize),并採用国际工业标準 OPC UA,将各种格式的机台资料标準化,再上传至 Azure 云端进行分析。

从地到云的完整解决方案有效协助中小型製造业解决痛点,加速产业的转型与升级。 尤其以 Azure 公有云为平台的作法,对于 IT 人员只有寥寥数人的中小企业而言,无论是上线速度、布建成本和资安等级,都是更合适的作法。

此外,工研院也将容器化后的通讯模组上架至 Azure Marketplace,目前 Azure Marketplace 的模组类型涵盖机台通讯、资料串流、资料储存及 AI 相关应用,终端客户可根据自身需求选用相对应模组,再透过 Azure IoT Edge 技术布署到现场智慧机上盒, 其概念就像手机透过 App Store 安装 App 一样简单。

换言之,结合 Azure Marketplace 及 Azure IoT Edge 技术,现场作业仅需基础硬体设备与网路环境的建置,后续作业包括新增联网设备、资料收集软体的安装与更新、管理作业均可在云端平台完成, 大幅减少到场作业的人力需求,有效协助中小企业降低布建、维运及扩充的成本。

比起全面自动化,「人机协作」更是台厂转型下一步

在智慧机械科技中心承接的众多案子里,厂商的需求都很类似,老板们都想知道如果工厂要进一步提升,投资的重点及方向在哪里。 因为部分工厂最迫切的问题可能不是自动化,而是辅助人员作业,全面更换成机械手臂不见得是最佳解答。

彭达仁说明,製造资讯可视化方案可以让投资更精準,决策风险会更低,许多老板优先投入应用的就是稼动率监控。

原因出在一般生产报表呈现的是最后端的资讯,无法解析现场的问题,例如:刀具出问题、器具不方便、人员上下料流程未能优化,设备太过老旧。如果有一套即时的、科学的系统,对这些生产资料进行详细的数据统计和分析,工厂很快就会找到问题,进而把策略和资源放在对的地方。

以某家合作厂商为例,由于工厂稼动率超过九成,现场工程师一直提案要增购设备,后来安装了工研院的系统才发现稼动率其实不到三成,因为系统只计算机台运转时间,但厂商的计算方式则纳入人员上下料的时间,后来厂商购买新机具来辅助人员上下料的工作,稼动率立即提升两倍之多。

张培仁表示:「外在环境如中美贸易摩擦是个别厂商或产业无法影响的现状,但对于生产条件和公司体质, 企业应该更积极思考如何善用数位机会,在可预见的未来,各个领域对数位机会的思考亦将成为趋势 。」

(资料、图片来源:微软)

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