智慧工廠邁大步 解決客戶痛點為關鍵
- 闞大成／DIGITIMES企劃
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儘管智慧工廠並非是全新議題，但在AI技術不斷演進，以及ESG議題持續發酵等諸多因素推波助瀾下，讓智慧工廠未來的發展又多了許多可討論的空間。日前DIGITIMES電子時報舉辦智慧工廠論壇台中場，邀集產學界意見領袖，就各項實務問題提出解方。
國立虎尾科技大學教授李孟樺以「從精實生產，到智慧製造」為題，就學界與產業界之間的合作經驗，以學界的角度來探討智慧製造的實務課題。
李孟樺認為，精實生產所涵蓋的工具相當多元，廣泛來說，它就是一種基本信仰，從工廠營運的角度來看，每件事其實都與精實生產的精神脫不了關係。也因此，虎尾科大因應當地產業需要，成立精實智慧製造中心，其場域設計儘可能符合中小企業業者的實務需求，協助業者導入看板自動化、5S與流程分析等工具，藉此提升中小企業的營運效率，而他也以台灣本身的隱形冠軍為例，台灣已有業者是國際精品業者LV的上游供應商，透過虎尾科大的協助，無需有太多智慧化等技術的導入，僅在看板自動化等，做了些許調整，就讓該業者的訂單處理時間有效減少，員工的工作效率也得以提升。
工業電腦業者軟硬兼施，當以客戶需求為優先
而此次參與論壇的業者，也不乏市場主要的工業電腦業者，就軟硬體不同的層面，提出現階段所能提供的解決方案。研華市場開發經理陳彥鳴談到，就研華的角度來看，製造業變革的三大趨勢分別為數位轉型、供應鏈版圖的重組與重視ESG永續發展，基於這三個主流趨勢下，製造業自然必須有所因應，從工業自動化進入智慧製造的階段中。
最重要的，莫過於數據來源以及AI模型的生產，單以數據類別來說，就會有客戶所需要的數據、生產品質、設備狀態、安全生產與環境能耗等類別，如何取得便是相當重要的前提，研華自然在這個領域也沒有缺席，但除此之外，研華更有相當完整的軟硬體方案，從地端到雲端，皆一應俱全，只有部分應用軟體、MES、視覺感測與數據採集等，需要第三方合作夥伴的奧援，藉此形成完整的生態系支援，而非研華一家全數供應。
艾訊AIOT產品企劃部經理高志遠則是進一步闡釋智慧工廠發展的三大技術重點，分別是電腦視覺、邊緣運算，以及精準控制。但核心概念上，不脫物聯網與AI的結合，來因應前述所提及之技術可以對應的應用場景，以電腦視覺的應用場景，就有瑕疵檢測、字元辨識與物件判別，邊緣運算所能涵蓋的應用場景則有圖形運算、AI推論、物件識別與數據分析。但這些應用場景亦有運算效能上的不同需求存在，也因此艾訊在邊緣AI平台推出不同算力的版本，以Intel的CPU為主，搭配Intel的FPGA及NVIDIA不同的產品線，後者亦包括了Jetson新一代的Orin處理器系列與顯示卡產品，以構成不同的產品組合。
宸曜科技與艾訊的產品策略也頗為相近，宸曜科技產品經理吳鎧竹指出，宸曜的主要解決方案分成寬溫級的工業電腦、機器視覺應用，以及搭載GPU產品能進一步實現AI邊緣運算的各式平台，在系統平台允許的情況下，宸曜會將所有的市場所需要的規格儘可能整合至單一平台上，來因應市場需求，而搭載顯示卡的產品則是因應算力等級不同，會有不同的配置，特別的是，宸曜也推出防水級的GPU AI運算平台，展現在嚴苛環境的工業電腦的機構設計實力。
擴增實境搭配AI，解決廠房第一線故障排除問題
台灣洛克威爾智慧製造應用發展資深顧問何輔仁談到，洛克威爾早前是由PLC與變頻器起家的，但這幾年的發展，也開始收購許多工廠自動化相關的軟硬體平台業者，像是虛實整合、工業物聯網與資安領域等方案，甚至是顧問諮詢服務等都已經開始逐漸成形。另一方面，洛克威爾同樣也提出擴增實境（AR）的想法，透過該技術來協助現場工程師，來處理現場的精密設備的維運問題，洛克威爾擁有相當完整的軟體方案，透過虛實整合的做法，將實際環境輸入虛擬環境中，來解決其問題。
所羅門VBU視覺事業部協理李佳運也說，儘管AI技術在這幾年的發展相當快速，許多討論聚焦在工廠人力是否有可能會被取代的目，依照所羅門在自動化領域已有三十多年的經驗來看，答案恐怕不是那麼容易。在工廠現場端，依然需要人力處理設備故障排除的問題，所羅門思考的是，若能將擴增實境與AI加以結合，讓現場的作業人員無需繁複的教育訓練，即可在現場進行故障排除，就營運面來說，能省去大量的學習成本，也無需老師父的經驗傳承，所羅門利用AI將這些經驗保留了下來，工作人員僅需戴上擴增實境眼鏡，搭配AI的輔助，便能達到前述所提到的無經驗廠房人員的故障排除的目標。
軟體與服務為箇中關鍵，解決客戶痛點為首要
除了硬體層面，亦或是透過擴增實境與AI技術的結合，解決第一線的設備故障排除問題以外，其他如MES等純軟體層，以及服務課題，也是近年智慧工廠發展所重視的面向。
網創資訊與NTT DATA一同合作，就智慧製造的部分，分享台灣當地客戶的成功案例。網創資訊資深客戶經理呂昕表示，網創資訊本身提供一站式的雲端顧問整合服務，與全球主要的雲端服務業者都是合作夥伴，另外像是資安、防禦、CDN與容器化等，也都有對應的解決方案，而NTT DATA智慧製造發展中心技術總監則是以自動派工整合AGV自動上下料案例分享為題，分享台灣的實務經驗。
趙山貴表示，NTT DATA在雲端與資安都與網創資訊有相當深入的合作，NTT DATA在智慧製造的台灣市場，已經有汽車、紡織、能源與半導體等實際案例，此次分享的案例為位於苗栗專注光學鍍膜與半導體鍍膜的企業，NTT DATA主要提供了機聯網、MES與AGV等解決方案來因應該公司的需求。在AGV方面，主要是協助客戶實現了自動上下料的應用，整體效率提升33%，過往的處理方式，需要十個人來處理，如今可以完全省下這十個人的人力需求，不過乍看之下，表面上是實現AGV應用，但背後也需機聯網與MES的協同合作，才有辦法實現自動派工的情境。
Kepware首席解决方案顧問Steve Lim提到，Kepware聚焦的應用涵蓋智慧城市、製造業與資料中心等。研杰科技則是Kepware在台灣的代理商，負責行銷工作與技術支援，Kepware主要是提供Kepware KEPServerEX，它本身涵蓋多達上百種的硬體驅動程式，讓客戶可以在不同的硬體產品上進行使用。從技術面來看，Kepware KEPServerEX類似於軟體中介層，透過OT採集來自四面八方的資料時，再將這些資料分享給對應的軟體進行分析。
而研杰科技總經理張振忠則是沿續Steve Lim所提，進一步談到EAP（機台自動化程式）在智慧製造的發展與重要性，他認為若沒有EAP的存在，就不是一個完整的智慧製造的系統，某程度上，EAP扮演了MES/ERP與控制器之間的橋樑角色，MES透過EAP將控制訊號傳給控制器，而控制器本身所產生的資料再藉由EAP傳回MES系統上，而Kepware KEPServerEX的存在，就是可以協助業者開發出易用且可靠度的EAP，讓整體系統運作能有高效率且穩定的表現。
叡揚資訊全方位銷售顧問處副處長李政權從管理角度出發，來談製造業領域如何投入永續與知識傳承。在永續方面，李政權指出，對於國內大多數企業來說，提供碳盤查的報告書，以供政府單位或是下游客戶檢核，僅是一個開始而已，若台灣要能與國際接軌，關鍵仍是如何有效地逐年減碳，在這樣的背景下，叡揚所提供的KPIM-N平台，就可以協助客戶一鍵產製溫室氣體報告，但與此同時，針對各組織、年度別乃至國家別的排放狀況皆需有效掌握，藉此來進行監管與改善，所以叡揚的解決方案自然也能提供各廠區與相關年份的資料或是圖表輸出。
訊能集思副總經理黃逸華表示，台中有相當多的金屬加工業者在訪談的過程發現生產成本居高不下，若進一步探究就會發現是人力成本過高所導致，沒有足夠的技術與設備的支援，成為他們的主要課題，但透過採用訊能集思的Jarvix，便能解決相當程度的問題，訊能集思主要是提供數據分析全流程平台方案的供應商，其方案就是Jarvix，它能從數據資料的介接、整理、清洗、分析乃至於後面的AI建模等，都能協助客戶完成，且每個流程都有對應的工具可以處理。
工廠智慧化需亦步亦驅循序漸進
此外，台塑網科技CIM事業群專案顧問紀偉迪則是務實地談到導入MES，並不是要客戶投入大量成本將自有廠房的所有設備翻新，並且透過機聯網的方式將所有硬體設備加以串聯，才把資料送到MES，實務上仍是依照客戶需求而定。「換言之，即便客戶沒有做到全面翻新，依然可以使用MES，重點在於客戶可以MES輸入資料進而產生所需要的結果即可。」紀偉迪強調。
紀偉迪也提醒，智慧工廠的智慧化勢在必行，即便它在現階段並不會影響其業績表現，但過了三四年之後，當客戶要求提供一些必要的資料時，屆時差距就會產生，關鍵在於客戶本身可以先從最重要的環結著手，優先處理，之後再針對其他的環結逐一改善，這才是投入升級智慧工廠的務實做法。
紫式大數據決策數位決策平台部經理陳暎仁博士則是從另一種面向提出見解，以紫式大數據的做法，所提供的是分析的服務，協助客戶去辨識商業目標，資料間的差距有多大，就實務上，存在差距沒有關係，但依然可以協助客戶達成所需要的目標，不論是作業流程、演算法等，都可以滿足客戶的需求，重點是在於強化客戶在智慧製造的能力。所以相較於其他的方案供應商來說，紫式大數據就未有較具體或是統一的方案來協助客戶。
有效防範駭客攻擊成工廠智慧化重要議題
而在資安面向，亦有業者提醒在智慧工廠領域亦有其重要性，Fortinet技術顧問曹仁賢表示，隨著智慧工廠的興起，網路串連了工廠內各個設備彼此間的資訊流通，進而加速了工廠智慧化的進程。但另一方面，卻也帶來了網路攻擊的風險，因此，如何降低網路攻擊，便成了智慧工廠近年來需要思考的課題。
目前市場已有如IEC 62443這類標準，針對工廠自動化與智慧化等各種營運面向制定了一系列的細節，若再進一步配合普渡工業控制階層模型來看，從場域端所需要的感測器、基礎控制所需要的PLC、區域監督控制所需要的HMI等，再向上看到製造維運、物流乃至於IT網路等，每個階層之間如何有效地區隔，避免網路攻擊滲到各個階層，造成不可收拾的情況。
當然，隨著AI技術的演進，AI也能被用來預防駭客攻擊，Fortinet的解決方案之一的FortiGuard便是一例。另外，為了能及早預防駭客的動向，Fortinet的FortiDeceptor，主要是透過創建誘餌的方式，藉此檢查駭客的行為以生成準確的情報，在重大損害發生之前，先一步阻止內外部的攻擊發生。
HMI或成工廠朝智慧化邁進重要關鍵
眾所皆知，北爾電子在工業自動化領域是相當知名的HMI供應商之一，隨著智慧工廠概念的興起，廠房設備的智慧化與升級成為數位轉型的重要一步之後，緊接而來的，就是在實務上如何以最高CP值的方式來協助客戶達成目標。
北爾電子產品管理與支援部協理李立偉談到，大家都很清楚智慧工廠基本的廠房系統建置是藉由網路、感測器、PLC與各項硬體與雲服務串聯而成的龐大系統，傳統的工業機械在面臨數位轉型的情況下，要面臨諸多環結的更新，像是控制器的升級是否要一併考量相關程式的改動？自家的員工對於全新的控制器是否熟悉？導入全新的感測器是否會改動既有設備的設計等，在種種因素的影響下，背後所帶來的是極為龐大的硬體導入與時間成本，再來廠商也會面臨是否停下產線來進行產線升級的問題，對於業務與營運而言，又會是另外一個需要思考的課題。
而北爾思考的突破點是，直接透過更換HMI系統，即可有效因應傳統機械甚至是半導體廠房在進行升級的諸多問題，北爾本身所提供的HMI平台，涵蓋各大廠的通訊軟體與常見的通訊協議，且無需改動控制器程式，就能與控制器互連，進行資料擷取的工作，而最重要的是，客戶能在不停下產線的情況下，進行HMI更新，便能完成全線的產線升級。
