
當你想購買一輛跟大家不一樣的汽車,希望擁有自己偏好的風格與品位,不會因為相同車款大量製造後,又得再進廠改裝,這樣的需求已經不是夢想。以電動汽車大廠特斯拉(TESLA)為例,目前藉由電子商務進行販售的電動車輛,除了讓客戶可以自由選擇車身顏色、車頂、車輪及內裝...等配件,甚至在最後確認付款的方式,都可以透過客製化的需要,產生新的交易模式。
「智慧製造」,是近幾年開始為產業界所知並逐漸熟悉的概念,許多製造強國的政府與產業界無不努力在發展與摸索。隨著各種技術發展逐漸成熟、工業物聯網標準逐漸邁向統一、解決方案也逐漸豐富起來,智慧製造市場穩定成長,未來將會從各種層面改變世界與臺灣?

智慧工廠、智慧物流、智慧服務到後端資料處理 都需要結合AI
最近特別夯的AI人工智慧,其實就與智慧製造發展是息息相關。隨著AI技術發展逐漸成熟,未來智慧製造勢必成為其中一項重點應用領域。從智慧工廠、智慧物流、智慧服務,到後端的資料蒐集、分類、分析、應用等都需要AI技術導入。AI逐漸導入智慧製造後,「機器學習」是其中影響較大的類型。機器學習具有自動學習與預測能力,能從巨量資料中識別出規律性、做出預測,應用於智慧製造領域時,可協助產業數據分析模型的建立。
隨著國際領導廠商逐漸開放機器學習平台,例如Google發布TensorFlow整合雲端機器學習服務(alpha版本)、IBM啟動IBM Watson機器學習服務、微軟宣布開源機器學習工具包,甚至Facebook也開放深度學習工具時,可預期未來機器學習能更快速應用在智慧製造領域。
除此,「機器視覺」也會逐漸產業化。機器視覺在智慧製造領域所扮演的角色,一是可以取代人眼判讀、檢測,提升整體生產良率;二是結合機器手臂,可完成高重複性、需要人手拾取的工序;三是結合穿戴裝置,可以輔助完成檢修、故障排除、操作訓練等,避免錯誤操作。隨著機器視覺應用程度增加,未來機器視覺將會逐漸形成產業化,生態體系也將逐漸完成。
過去大家想像智慧工廠,總會聯想一個全自動化、只有機器人,且不再需要人力的「關燈工廠」。隨著智慧製造與機器人開始崛起,人類到底會不會全面被機器人取代等問題也逐漸被廣泛討論。不過,全球前三大工業機器人製造商庫卡集團(KUKA)全球首席銷售長Martin Kuhnhen卻認為未來「彈性」才是重點,也就是智慧工廠未來趨勢是「人機協同」──人與機器人一起工作,依據需求來調節人力與機器人的比例,讓工作保持彈性。
不同產業,不同智慧製造難題
回過頭看看臺灣製造業發展智慧製造的狀況,根據資策會調查,調查對象包含臺灣的民生工業、化學工業、金屬機械、資訊電子業等,將智慧製造施行評估項目列為設備自動化建置、設備資料蒐集能力、設備聯網能力、製造執行系統(Manufacturing Execution System,MES系統)建置,先進規劃排程系統(Advanced Planning & Scheduling System,APS)系統建置等,不同產業發展會有落差。整體來說,以設備聯網能力為例,全部具備的廠商僅占4%,部分具備則占40%。
談到設備資料蒐集能力,亦即設備是否具備可將運作的參數資訊、環境監控資訊儲存於本機中的能力,發現全部具備者僅占9.5%,部分具備則占45.5%;另外,關於設備自動化的建置率已達62.5%,在已建置當中,有58.4%為數控(NC)機台、33.6%為各式工業機器人(包括機器手臂)、24%為自動搬運裝置、其他則占25.6%,包括開卡測試、高低溫測試、打料、配料、自動倉儲、生產資料回傳設備、環境監控與偵測等。經調查,臺灣製造業會想採用智慧製造的前三大原因,分別為提升企業生產力(31.9%)、顯示關鍵流程的即時性與透明度(20.3%)與改善整合與資訊交換能力(16.2%)。
智慧製造在臺灣不同產業有不同的進程與發展。以臺灣汽車及車用電子業者為例,會發現完整全面的智慧製造並不是業者短、中期所追求的目標。反而,根據公司現況量身打造、以部分智慧製造概念為核心來擬定目標才是,例如:「部分產線資訊整合實現物聯網化」、「串聯從上游到最終客戶整體產業鏈」、「最佳化生產」與「經銷商親自排單生產」等。
不同公司投入力道與建置規模也不一致,資本較為雄厚者,投入資訊應用串接、內部建置自動化設備研發單位或研發公司專屬自動化設備;規模較小者則且戰且走,針對導入較具效益的產線來嘗試。臺灣的製造業包括傳統產業與資電產業皆在通往智慧製造、各自努力的登山路上,如何在世界中站穩腳步並發展自己的舞台是無法迴避的課題。
參考資料:
《智慧製造十大趨勢》_魏傳虔
《全球智慧製造產業發展關鍵議題與台灣產業新定位》_魏傳虔
《台灣汽車及車用電子產業推動智慧製造之現況與挑戰》_韓文堯
http://mic.iii.org.tw/AISP/ReportS.aspx?id=CDOC20170531015
《2016~2017年台灣製造業工業4.0採用現況分析》_李震華
http://mic.iii.org.tw/AISP/ReportS.aspx?id=CDOC20170405007
媒體報導:
數位時代:全球前三大工業機器人製造商庫卡:智慧工廠不等於關燈工廠,未來五年「彈性」最重要
https://www.bnext.com.tw/article/43406/kuka-moved-office-to-taipei-in-2017