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深度整合工具機OT+IT系統
智慧機械雲上擴元宇宙
[作者 陳念舜]   2022年03月01日 星期二 瀏覽人次: [2754]

自從2017年起由經濟部、機械公會聯手推廣SMB萬機聯網上雲政策以來,直到2021年終於見到公有智慧機械雲商轉的成果,可望帶動機械業產值倍增。在今年TMTS x TIMTOS 2022期間,已有工業電腦廠商迫不及待,與工具機大廠、工研院合作透過AR/VR裝置採集底層OT+IT資訊,在雲端之上擴增工業元宇宙應用情境。


歷經美中貿易戰、COVID-19疫情衝擊之後,導致生產基地重組及跨國商務中斷,造成供應鏈瓶頸,遠距工作及服務客戶已成為企業必備的營運模式。為了加速台灣機械業數位轉型,接軌全球供應鏈,經濟部自2021年底正式宣布啟動商轉的公版台灣智慧機械雲VMX平台4年計畫,將提供業者生產製程一條龍服務。藉此協助業者迅速數位化,提高台灣供應鏈韌性與應變能力,也是業者跨入數位轉型的第一哩路,進而提升產業設備附加價值、增進產能效率、減少生產成本,打造亞洲高階製造中心。


目前該平台會員參與廠商達1,179名,偕同台灣機械公會(TAMI)與歐特克(Autodesk)、微軟(Microsoft)、達梭系統(DASSAULT SYSTEMES)、三菱電機(Mitsubishi Electric),以及研華、科盛等美日台三地軟硬體跨國企業與跨雲服務合作設立20家店中店,已建置178個智慧應用服務模組(APP)提供不同解決方案;共促成63家廠商投資,帶動投資金額達15.8億元,將成為全球第一個共通智慧製造雲平台。


包含工具機在內業者,除了可藉此快速連結雲端服務系統與終端客戶,提供跨產業標準化整合服務,無縫接軌打入國際市場;同時創建智慧製造供應鏈串聯的產業服務生態,讓台灣設備產業從賣硬體轉型賣服務。



圖1 : 目前工研院智慧機械雲偕同美日台三地軟硬體跨國企業與跨雲服務合作設立20家店中店,已建置178個APP,將成為全球第一個共通智慧製造雲平台。
圖1 : 目前工研院智慧機械雲偕同美日台三地軟硬體跨國企業與跨雲服務合作設立20家店中店,已建置178個APP,將成為全球第一個共通智慧製造雲平台。

公有智慧機械雲商轉 加速中小企業轉型賣服務

台灣機器公會(TAMI)理事長魏燦文表示,據統計2021年台灣工具機產值達1,082億元新台幣,出口值27.83億美元較去年同期增加29.1%、占比8.4%在機械業出口排名第三,預估2022年出口可望超過30億美元。但他也指出:「未來如何讓台灣機械業維持每年成長千億元目標,數位轉型是迫切要做的工作。」


由於台灣機械業以中小企業居多,公會自2017年起配合政策,並結合學、研法人單位共同實現智慧機械+智慧製造藍圖,依序從設備連網、資訊可視化,到開放智慧機械雲平台正式商轉,與國際接軌,匯聚智慧化應用軟體服務。讓設備智慧化透過機械雲,就像安裝手機「APP Store」商店一樣簡單,提供廠商僅透過單一平台就能下載上百個應用軟體服務及維護更新,降低轉型成本;經由智慧化軟體分析生產資訊,導入AI做診斷、優化、預測等最佳化決策,以達到精準生產的目的,克服業者數位轉型時的痛點。


微服務生態體系成型 建立工具機產業共通標準

工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生進一步表示,目前台灣機械設備與製造業進入數位轉型升級面臨二大痛點:


一、從傳統作業進入人機協作時,由於對通訊與軟體的熟悉度不高,影響導入效率;


二、傳統作業全賴老師傅的經驗,如何將老師傅的思路與判斷轉化成數據與AI模型,更是高難度的門檻。


如今在智慧機械雲平台上提供的SaaS模組,就能協助業者克服系統整合、軟體開發能量不足的問題,建立相關金屬切削設備、電子設備、金屬成型設備、塑橡膠設備、紡織設備等雲端智慧模組,提供設備加值服務。再依照各產業標準化資訊模型建置通訊介面,讓設備製造商聯網後,可提供設計、模擬、維護、生產、製造、電子商務發展環境下的全球化雲端應用服務,克服產業面對轉型時的數位落差,協助客戶帶動智慧製造新價值。


工具機暨零組件公會也從去年起成立「智慧製造SaaS雲服務聯盟」之後,就積極與精機中心(PMC)及軟體服務業者、會員廠商等,共同致力推廣SaaS微服務API資料交換格式的產業規範,將單一應用程式劃分成多個獨立執行的小型服務程序,確保可以在不同軟體、廠家之間成功交換資料,解決過去不同廠商的軟體沒辦法互相串連的瓶頸。


TMBA理事長許文憲強調:「這在通訊產業或許不是什麼大事,但在工具機產業甚至放眼到整個製造業來看,都是了不起的一大步。」透過今年TMTS x TIMTOS 2022採取實虛並進形式,讓國外買主在線上也能看到工具機產業在智慧製造的創新研發實力,將有助於展現台灣工具機產業未來要穩賺智慧財、賣know-how的決心。


外貿協會董事長黃志芳也表示,工具機產業是所有行業的基礎,即使近年來因疫情對於全球供應鏈造成了巨大的破壞。工具機廠商則正在齊心協力為客戶打造各項創新設計、架構、材料、工具和解決方案,包括:人工智慧、5G、物聯網、擴增實境、虛擬實境和最新的機器人技術等,以提高效率和永續性;同時研究元宇宙該如何投入協作和模擬現實世界等應用,進而藉此重組區域製造供應鏈,在主力消費市場新設生產中心,從而開啟新需求。


身兼TMBA技術委員會召集人的永進機械總經理陳伯佳進一步指出,目前市面上新型工具機已越來越多具備聯網和智慧監測等功能,也是工具機產業發展智慧製造及數位轉型的創新思維,包括運用數位工具和平台,提升生產或服務效率;同時透過數位科技創新商業模式,支援營運決策、提升顧客體驗價值等,並開拓零接觸服務商機。


此都有賴於建構穩固的微服務API資料交換格式等產業共通標準,才能在不同廠商、軟體之間成功交換資料,發揮其敏捷、滾動式更新和無限彈性擴充的特性;容易分解與組合、快速堆疊所需情境;串聯零組件、系統及服務的商業模式,進而共同發展跨領域、多元產業攜手的軟體服務聯盟,協助中小企業快速落實智慧製造及數位轉型,重組價值鏈。


永進機械也選擇與工業電腦(IPC)大廠研華公司共創「達易智造公司」,持續透過視訊直播、虛擬展廳等零接觸方式,在接單之後,即可利用目前供應鏈重組的機會,快速回饋客戶的需求,而從遠端協同客戶智慧服務,透過搭載微MR智能眼鏡等軟硬體工具打破地域界限,快速從遠程診斷解決線上機台問題等,兼顧保護員工與做好服務目標,都是數位轉型的一環。



圖2 : 永進機械持續透過視訊直播、虛擬展廳等零接觸方式,在接單之後,即可利用目前供應鏈重組的機會,快速回饋客戶的需求。(攝影:陳念舜)
圖2 : 永進機械持續透過視訊直播、虛擬展廳等零接觸方式,在接單之後,即可利用目前供應鏈重組的機會,快速回饋客戶的需求。(攝影:陳念舜)

研華攜手工研院數位分身 從雲上擴增元宇宙

隨著2021年「元宇宙」概念席捲全球,研華科技在剖析工業元宇宙其實由一系列數位技術創新推動下串聯演變而成,包含5G為元宇宙加強通信網路的底座、人工智慧成就元宇宙的大腦,數位分身則是元宇宙從未來伸過來的一根觸角,生成現實世界的鏡像,再由XR裝置提供沉浸式體驗。製造業該如何透過數位分身技術,以數位資料模擬物理世界,橋接智慧製造虛實的特性與效益,進而帶動技術應用落地,為現今製造業關注焦點。


研華科技工業物聯網事業群業務經理蕭淳騰認為,目前談論「元宇宙」題材其實不算太早,可歸功於疫情衝擊,推進了遠端作業、虛擬實境、5G等技術逐漸成熟,AR/VR裝置成本也下降到可接受程度,預估2022年市場規模可望達到1,400萬台,包括鴻海集團亦皆宣示今年是工業元宇宙元年。


但與一般科技業所稱人與人、人與社群構成的元宇宙最大差別,在於:全生命週期虛實共生,遍及設計、製造、銷售階段都有數位分身,以提供客戶最即時服務,進而改善量產系統及產品;工業元宇宙的全息智慧製造,包含數位分身、遠程運維服務、Hyperautomation生產最適化、虛擬化燈塔工廠;工業元宇宙的智慧經濟體系,由生產、供應鏈、消費、服務形成經濟閉循環。


蕭淳騰強調,工業元宇宙的第一關鍵,就是建構以數據驅動為核心的數位分身技術,利用數據中台(AIoT-PaaS)整合廠內原來掌握在SI系統整合商手上的ERP、MES、SCARA系統的分散數據,並加以應用開發出各式各樣Automation、IoT解決方案,來解決客戶的痛點。


工研院智慧機械科技中心組長羅佐良表示,自己大約從2年前投入研究5G可適用相關內容時,才開始接觸工業元宇宙概念,將智慧製造的圖像化成果融入虛實整合資訊之中;又逢美中貿易戰、COVID-19疫情造成台灣部份工具機廠商難以交機、驗收,而出現大量遠端作業及服務等需求。「工業元宇宙亦屬於網路應用、雲端運算集大成者,藉由AR/VR整合以往離散的資訊,如整廠設備控制器互聯的更新頻率及AI運算成果,都將隨著電腦運算效能、網路傳輸速度提升而加快實現。」


目前工研院也將部份工具機預測加工誤差資訊、稼動率及診斷資訊疊加於機器的模擬畫面;進而與研華、達梭系統等軟硬體廠商合作,將SMB從新舊不同機台蒐集到的Edge Computing資訊上傳機械雲平台,用來戰情室建構Digital Twins、元宇宙等體驗活動。



圖3 : 歸功於疫情衝擊,推進了遠端作業、虛擬實境、5G等技術逐漸成熟,AR/VR裝置成本也下降到可接受程度,2022年甚至被視為工業元宇宙元年。(source: techunwrapped.com)
圖3 : 歸功於疫情衝擊,推進了遠端作業、虛擬實境、5G等技術逐漸成熟,AR/VR裝置成本也下降到可接受程度,2022年甚至被視為工業元宇宙元年。(source: techunwrapped.com)

結語

面對後疫時代快速的產業局勢變化,數位轉型與升級不只是科技業的事,傳統產業的腳步也在加快,但以中小企業為主的企業生態,對於自主打造雲平台基礎建設及微服務生態往往力不從心。未來諸如開放標準化平台的商業模式,將更容易受到業者青睞;進而利用數位分身、AR/VR等軟硬體技術,整合原來分散在各系統的OT+IT虛實系統資訊,掌握專有產業領域知識(Domain knowledge)價值,亦不失為台灣工具機產業加值自救之道。


@刊頭照:(攝影:陳念舜)


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