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「機、廠、鏈」三大環節形塑「智」造樣貌
[作者 洪春暉、陳彥合]   2022年05月23日 星期一 瀏覽人次: [1320]

近來除了美中貿易戰、COVID-19等外部因素衝擊,使業者朝向在地生產、在地供應布局外,其他包括產業供應鏈失衡、碳中和議題逐漸發酵等變化,亦影響製造商營運布局。加上各項ICT技術演進已愈發成熟,產業內許多競爭者也相繼導入,盼進一步降低成本甚至爭取新訂單,以提高自身競爭力,都讓製造業者更重視產業升級轉型議題。預估全球智慧製造市場規模將從2020年2,348億美元成長至2027年5,058億美元,年均複合增長率達11.6%。



圖一 : 工業4.0、智慧工廠和數位供應鏈(source:SL Controls)
圖一 : 工業4.0、智慧工廠和數位供應鏈(source:SL Controls)

進一步觀察產業樣貌,可將智慧製造的發展型態拆解成「機器運作端(機)」、「廠務管理端(端)」、「內部鏈」、「外部鏈」與其他工具等環節。在各環節的應用層面中,皆可透過新興智慧科技,如工業網路5G和WiFi6、AI、區塊鏈、AR/VR與資訊安全技術(Cyber Security)等的導入,解決自身產業面臨痛點。


場所。


機器運作端(機)

首先在「機器運作端」部分,包含利用機器手臂與無人搬運車進行自主夾取、導航,落實在產線端的上下料、加工與倉儲搬運等應用;或是針對製程細節之應用及生產設備相關的控制、維護預測等;甚至是成品與半成品完成生產後,所執行的品質篩檢與問題肇因分析(Root Cause Analysis;RCA)等應用。


廠務管理端(廠)

第二,在廠務管理端則包含各工廠環境、人員安全相關之應用,除了為因應未來愈趨頻繁的人機協作環境,甚至在危險液體與有毒氣體的測漏、辨識上,亦是目前產業界日漸重視的環節之一。另外,在OT端資產管理的部分,則是能將機器運作端與廠務管理端之設備資訊進行整合,並針對業者需求自行定義欲即時分析解決之問題。


內部鏈(鏈)

第三,在內部鏈同樣需要串聯機器運作端、廠務管理端與企業營運端等IT、OT數據進行整併與流程關聯,執行進一步的分析應用。例如可依照各類財務指標進行生產任務之調整。以虛實整合(Cyber-Physical System;CPS)為例,其能將生產製造、設備運作與廠務規劃等環節,在虛擬環境中進行模擬、預測及因應,以避免直接在實體環境中發生錯誤所衍生之成本。


外部鏈(鏈)

外部鏈部分主軸則聚焦在「對外營運資訊」的串聯上,尤在疫情衝擊及碳中和議題驅動下,其發展進程上將進一步加快,目前觀察許多國際品牌廠,已著手建構供應鏈管理平台,盼能整合上游一、二線供應商資訊,及早針對可能狀況即時了解與研擬相關因應對策,或是精準掌握供應鏈碳排狀況,以合乎各國的碳中和政策標準等。



圖二 : 智慧製造的發展型態可以拆解成機器運作端(機)、廠務管理端(端)、內部鏈、外部鏈與其他工具等環節。(source:E-SPIN Group)
圖二 : 智慧製造的發展型態可以拆解成機器運作端(機)、廠務管理端(端)、內部鏈、外部鏈與其他工具等環節。(source:E-SPIN Group)

其他工具

其他工具主要包含「開發平台」與「資訊安全」等開發套件與資安防護工具,在開發平台部分,則著重在機、廠甚至內外部鏈的應用開發環境建構,讓專業OT人員或程式開發人員,能夠在此環境中基於各流程串聯應用需求,部署與優化各端應用。至於在資安部分,由於OT端過往相較於IT端屬於封閉架構,兩者串聯後便可能凸顯OT端的防護能力相對較弱,加上OT往往直接與生產運作高度相關,較難像IT端頻繁停機進行程式更新,因而衍生出許多風險。也因此針對兩端整合後的資安方案,也是目前業界所關注的重點之一。


總結

「智」造已為製造業勢必發展的重要方向,而多數業者現階段多著重於「機器運作端」部署,因為有效的大數據多來自於此,為智慧製造發展的重要基礎。但要讓整體智慧製造發揮最大效用,「鏈」端的發展則更為重要,特別是外部鏈的部分,其最終目標為一旦有外部風險出現時,產業鏈各項有效數據資訊,得以即時、快速且正確的傳達,快速因應,做出相關決策。正如童年遊戲老鷹抓小雞般,當母雞面對老鷹的威脅,後面小雞無法知道前方情況下,若前方資訊無法有效快速向後傳遞,母雞(下游)短暫輕微抖動搖擺,也許不會有太大威脅,但頻率密集增加或抖動幅度變大,若再加上後面小雞(上游)眾多(長鏈),在資訊無法有效傳達之下,將導致供應鏈失序、甚至快速崩盤,進而產生斷鏈的風險。



圖三 : 智慧工廠的效益(source:Datex)
圖三 : 智慧工廠的效益(source:Datex)

回到產業端,台灣製造業者多屬全球產業供應鏈中的一環,因此,在外部風險持續威脅,且預期未來發生頻率更為密集下,運用智慧科技於「機、廠、鏈」生產環節,甚至延伸至其他營運環節,提高產能彈性運作的效率,使供應鏈能有效因應且管理各種風險,應為上下游生態系中之業者共同努力的方向。


(本文作者洪春暉為資策會MIC代所長、陳彥合為資策會MIC資深產業分析師兼研究總監)


**刊頭圖(source:The Manufacturer)


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