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科技專案成果

AIoT技術解決方案 加速南臺灣製造智慧化
發佈日期:2021-04-28
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2020
簡介:
協助南臺灣傳產邁向智造 維持競爭力
許多南臺灣傳產製造業擁有經驗豐富的老師傅,為國際大廠供應鏈的隱形冠軍,對智慧製造轉型升級有願景。然而業者缺乏循序漸進由人工操作模式轉變為智慧工廠的經驗,亟需藉由整合性服務解決方案的協助,邁出轉型步伐。透過建立易於擴展、量身訂製與因地制宜的製造現場AIoT系統,持續保持自身於供應鏈的優勢。

特色:

獎項名稱:科專成果場域應用獎-場域擴散類
執行單位:財團法人工業技術研究院
計畫名稱:關鍵製造業製程高值化拔尖計畫-製程資訊處理與傳輸系統技術(4/4)
資料出處:109年度經濟部技術處法人科專成果表揚成果專輯
 

團隊合照

▲ 團隊合照
 

許多南臺灣傳產製造業對於智慧製造轉型升級,其實抱有極大期望,然而業者缺乏經驗,實行困難,亟需專家及計畫的協助。
 

以高耗能傳統產業為例,若想導入能資源管理,往往會遭遇許多痛點,包括場域遼闊、有線聯網不適用; 廠區金屬多, 無線傳輸干擾大;設備種類繁多,資料呈孤島式分散,致難以整合發揮綜效;以及人工抄表監測,無即時分析與預測工具協助專家決策等。
 

為此,計畫團隊藉由1 0 4 至107年執行「關鍵製造業製程高值化拔尖計畫」科專所開發的「製程資訊處理與傳輸系統」技術成果,建構製程資訊流串聯的AIoT系統共通模組,以異質Mesh及智慧路由達成高可靠無線傳輸;以高效率 OPC UA整合模組解決擴展及互通瓶頸;運用小量資料建模之分析方法突破資料貧乏困境。
 

透過這些方法,此計畫協助南部傳產業者導入智慧製造完整解決方案,實現智慧製造虛實整合應用、提供串連資料傳輸、標準化資訊整合及資料分析等功能運作。
 

中央遠端監管與無線傳輸

▲ 中央遠端監管與無線傳輸
 

提出發展步驟 從工業3.0到4.0
 

同時,團隊也針對南部產業特性提出由工業3.0至4.0的發展步驟,首先要協助產業導入機聯網、資料可視化/標準化等基礎建設,再推進到工業3.5以上的資料加值,如利用資料建模來進行品質或製程預測等AI化工作之策略,打造由機台資訊收集→整合產線資訊→系統化分析的漸進式工廠智慧化推動做法。
 

針對業者之需求,AIoT技術解決方案結合工業級無線網路、符合OPC UA國際標準協定規範的機聯網監控平台系統方案,將現場設備與能資源資料聯網,以標準化介面整合資訊,於遠端透過中央監視系統監管廠務,精準掌握能源資訊,運用獨創的能耗變化趨勢分析軟體,預測能資源效能趨勢。
 

計畫團隊-南分院智慧製造服務系統組,為唯一技術處支持、服務南部的工研院資通訊團隊,團隊約60人。團隊深耕資通訊應用技術多年,曾執行科技化照護與商務休憩等產業技術的研發與推廣,於參與「關鍵製造業製程高值化拔尖計畫」後,專注智慧製造所需的資通訊技術研發與推廣。
 

摸石過河 說服業者一起合作
 

於計畫執行剛開始的兩年間,團隊可說是摸石過河,一一接觸領域業者並與之合作,累積運具、金屬、紡織、電子業等多個驗證經驗。
 

計畫執行的起步期,看好工業4.0需要資料標準化方能達成平台擴展性來彰顯整合效益之發展趨勢,首先規劃了 OPC UA 國際工業通訊標準協的研發,期望運用高效能的資料整合平台達到協助業者發揮導入智慧製造的最大效益。
 

然而,底層的資通訊基礎建設很難讓業者體會到後續的優勢與好處,經歷了幾次難以推廣的挫折,為了讓非資通訊專業的傳產業者了解導入的效益,因此自行投入資源開發加值OPC UA技術成果的Web-Based SCADA工具,並透過規模較小的案場,由初始的機台數值監控顯示,逐步演進到滿足不同廠商需求的彈性化、模組化的SCADA+OPC UA系統,此時唯一遺憾事未能接到足以驗證彰顯成果優勢的重大投資案,所幸之後有了進一步發展。
 

成果於經濟部見證下擴散至福壽實業

▲ 成果於經濟部見證下擴散至福壽實業
 

克服壓力 完成大型案件
 

107年,國內某一國際知名時尚品牌供應鏈的大廠,因品牌大廠要求資訊介接,規劃導入工業4.0平台。業者雖有IT部門,唯對工業4.0整體的導入問題仍不熟悉,在時間壓力下尋求專業團隊協助,接到需求,團隊無不一則以喜一則以憂。喜的是破千萬的重大投資案終於出現,憂的是如何展現技術能量與優勢,由眾多競爭對手中,透過實體的驗證脫穎而出。
 

業者開出入場門票測驗,要求以3週極短的時間完成機房、Robot、生產設備、電力系統等6項POC驗證,到簽約後4個月完成所有客製化功能項目、海外廠之勘測試與實際上線驗收,過程中業者除要求功能必需符合規格外,更強調未來維運上所要面臨的問題與挑戰,進行整體架構性上的修正,包含快速安裝、資料備份、安全性、Single sign-on、跨廠跨時區、效能等等議題。
 

為完成此驗證,參與專案同仁皆付出兩倍的心力,即便在海外廠勘期間仍齊心合作,克服時間空間的差距,以臺灣支援海外同仁,協助完成廠勘設備測試與海外Demo報告等工作,以業者實際需求來改善成果,創造產業效益達到雙贏。結案時相當開心成果被肯定,而合作過程中克服身心靈承受的龐大壓力,雖艱辛但也激發同仁們的潛能,讓後續的產業與人才的競爭力更強。
 

在計畫團隊的群策群力下,成功解決南部傳產製造資料串聯的難題,帶動南臺灣產業運用資通訊科技進行數位轉型並介接國際供應鏈,提升產業競爭力。
 

AIoT方案為南臺灣傳產製造業,打造漸進式工廠智慧化目標

▲ AIoT方案為南臺灣傳產製造業,打造漸進式工廠智慧化目標
 

轉型工業3.5-東豐織布(天下雜誌專訪)

▲ 轉型工業3.5-東豐織布(天下雜誌專訪)
 

成功心法Box
 

本計畫之AIoT方案建構虛實整合資訊流串聯共通模組,協助產業導入加值應用,104~107年全期產業應用案例66案,千萬以上示範標竿計4案,累計技轉與服務收入1億5仟7百萬 ,中南部30家廠商、運用成果計45案,驗證場域包含運具、金屬、紡織、電子上游、重機械等產業。
 

【專家推薦】
 

  1. 以AIoT技術導入製造業高耗能之能資源管理,成效頗佳;應用場域南臺灣實有需求,對南臺灣許多工廠有具體效益。以協助做機聯網及製程可視化為主要目標,技術POC明確。
     
  2. 本案完成66案應用案例,並達成技轉及工服金額達到1億5千多萬,成效卓著。計畫後續服務公司非常多元,以資訊流收集為主,產業效益佳,並設法營造智慧製造產業生態鏈。

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