疫情後,製造業數位轉型怎麼做?

COVID-19 疫情、俄烏戰爭等引發供應鏈、製造業的危機,推升智慧製造轉型需求。製造業數位轉型方向在哪?又有甚麼創新應用?本篇探討智慧製造數位轉型應用與技術創新發展趨勢。
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本文由就享知投稿,INSIDE 經編審後刊出。

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本文作者為黃正傑,鼎新電腦資深工程師,負責就享知《科技轉角巷》頻道內容主筆。

疫後推升智慧製造轉型需求

COVID-19 疫情、俄烏戰爭等引發了全球供應鏈、製造業營運的重大危機。製造業被迫設計和實施多種敏捷的方法來管控產品和質量,並進行供應鏈合作與業務重整 (請見「韌性供應鏈」一文)。其中,運用數位科技的協助製造業進行智慧製造數位轉型成了疫情後最重要的議題。根據市場報告,2021 年的全球智慧製造市場規模為 2,500 億美元,預期將成長到 2028 年的 5,700 億美元,複合年成長率為 12.7%。在產業別上,汽車、航空和國防是最為積極的產業,石油、天然氣、機械設備商也迅速地擴大智慧製造工作。

智慧製造數位轉型怎麼做?

疫情後的智慧製造趨勢將更著重於供應鏈恢復和準備,製造業者也將會投入技術以提高風險控管能力。綜合來說,智慧製造數位轉型包括以下趨勢:

1. 遠端或異地操作,促成工作效率:疫情造成供應鏈或製造工廠面臨不預期的斷鏈或封鎖狀況,安全、靈活、便利成為疫情陰影下的最重要議題。工廠會更積極採用感測器、物聯網、數位孿生等技術進行遠端的虛擬維護和故障排除等工作。例如:TheyssenKrupp 電梯設備商,透過即時的電梯狀況物聯網監控,提供監控與預測維修服務;到場維修人員也可透過 VR 眼鏡與遠端技術人員協同解決電梯故障問題。鼎新電腦設備雲工業 APP 亦結合 VR 眼鏡,協助客戶進行遠端設備的即時影像音訊連線、即時標記指導等。

2. 設備健康監測,提高利用率:疫情使得人員隔離、人力短缺,製造業對設備、設施持續運轉、自動化監測與維護更加重視,可通過更主動的方式來進行設備監控及預測性維修,減少或消除計劃外停機時間,提升設備利用率。例如:自動化機床商 TRUMPF 利用感測器、物聯網、大數據等技術,提供雷射雕刻機設備監控與潛在異常預警服務,避免參數設置錯誤導致工件品質,以及機台預測維修服務。鼎新電腦設備雲工業 APP 提供設備狀況監測、稼動率分析、設備 / 模具健康管理以及異常預警,讓工廠更有效地利用設備提升價值。

鼎新電腦設備健康管理 APP

3. 建立人機協作,共創價值:疫情的影響使得製造業思考人力運用的方式,能夠最有效與彈性地運用與管理,以面對不確定性。其中一個解方是利用更多的自動化來確保人力彈性運用。例如:Festo 設備商發展協作仿生機器人,可以感測操作員接近而停止,操作人員可以透過觸摸、語音、手是或者透過遠端控制的方式與該協作機器人互動。為滿足工廠客戶需求,鼎新電腦攜手 OT 設備廠商,諸如:機聯網、自動化倉儲、機器手臂、自動搬運車等,一齊為台灣製造業打造人機協作、IT/OT 整合的智慧工廠。

4. 發展供應鏈透明度,促成信賴合作:疫情造成的不確定性創造了供應鏈間建立緊密關係的需求。製造業愈來愈關心供應鏈間如何具備透明度、彈性恢復力以共同面對供應與市場不確定性,人工智慧、區塊鏈等技術都是建立供應鏈透明度、彈性的重要技術。例如:LVMH 奢侈品牌公司發展區塊鏈平台,結合其他競爭奢侈品牌,建立認證正品、防止仿冒品的追溯平台。

5. 掌握動態需求,面對不確定市場:疫情使得終端市場需求變化更為快速與動態,製造業不僅是隱藏在供應鏈的角落,應更積極地利用各種數位科技,進行市場需求及供應鏈訊息的掌握。例如:Nike 將 RFID 感測器放在鞋類、服飾產品中,以快速感知每一個零售商銷售產品與庫存狀況。

智慧製造數位轉型創新方案

基於智慧製造的數位轉型趨勢,也帶來許多的創新解決方案發展,以下挑選幾個有趣的國際新創案例:

1. 馬達預測維修感測器: Resonating Mindz 提供客戶工業物聯網解決方案,如設備監控、預測性維護、剩餘壽命評估、設備稼動率分析、電腦視覺品質檢測等。例如:Resonating Mindz 可以監控馬達設備的主要部件,包含軸、軸承、固定片、旋轉部位等,可以在故障發生之前預測故障並在移動手機或 Web 介面上發送通知;可以即時監控工廠能源消耗狀況,如氣體,當消耗量超出閾值限制時發出警報;利用人工智能神經網絡實現自動化品質檢驗、預測表面缺陷,如:裂紋等,並能隨著數據的累積以提高預測準確性。

Resonating Mindz 馬達監控應用 (資料來源:Resonating Mindz)

2. 工業 4.0 應用開發工具: Tulip 是由麻省理工學院媒體實驗室的工程師團隊創立,目的在提供企業打造一個簡易的工業 4.0 應用。Tulip 邊緣設備上的 Node-RED IOT 開發工具及現成的感測器,可以容易地連結設備進行馬達震動監控,並可自行配置。此外,利用簡易的模板,可以利用直觀的拖放界面,為複雜的工業過程建構應用流程。

Tulip 工業 4.0 應用開發工具 (資料來源:Tulip)

3. 資產數據管理平台: DQLabs 新創公司是一個數據品質管理平台,使用機器學習和自學功能,可以管理企業的整個數據品質的生命週期。該平台掃描各種數據資產,提供數據治理和合規性功能,滿足端到端數據可見性。DQLabs 利用簡單工具可以自動發現規則、欺詐、缺失值和跨數據源、數據集的相關性,高效地自動執行所有形式的數據品質任務以測量、評分和識別不良數據。

小結

智慧製造數位轉型已經是製造業面對疫後環境必要發展方向。遠端操作、設備監控與維護、自動化與人機協作、供應鏈透明化、需求細微感知等將是主要智慧製造的主要應用方向;簡易的感測安裝、應用程式建構、操作及自動化數據管理等則是技術方向。

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責任編輯:Mia
核稿編輯:Chris

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圖解智慧國家四大關鍵科技,從不同角度帶你了解台灣的科技應用實力

大家都知道台灣有座半導體護國神山,也聽過許多媒體對台灣科技實力的盛讚,但台灣的科技實力到底強不強?我們從四個面向帶你看台灣作為「智慧國家」到底有什麼實力!
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大家都知道台灣有座半導體護國神山,也聽過許多媒體對台灣科技實力的盛讚,但台灣的科技實力到底強不強?自己說不如讓國際單位做的調查更客觀顯示。瑞士洛桑管理學院(IMD)每年9月公布的世界數位競爭力(World Digital Competitiveness Ranking)評比,最近一次報告2021年台灣在全球64個主要國家及經濟體當中排名第8,獲得歷年來最佳名次。

而且值得關注的是,支持數位競爭力的核心要素之一,也就是「科技」競爭力。IMD評比報告揭露台灣拿下全球第2的佳績,從2018年的第11名年排名持續上升,顯見台灣無愧於科技強國之名。


科技小百科:
瑞士洛桑管理學院(IMD)是一個長期研究國家與企業競爭力,在國際上具盛名及公信力的評比機構,並自1989年起發布「世界競爭力年報」World Competitiveness Yearbook,其評比報告與調查結果更是各國政府擬定相關政策之參考。IMD每年會定期公布兩份競爭力評比報告,其一是「世界競爭力年報」,每年在6月公布,2022年台灣在63個受評比國家中排名全球第7名。另一份報告為「世界數位競爭力評比」World Digital Competitiveness Ranking,每年在9月底公布,本篇文章引用的資料為這份兩份研究。


也因為科技與國家發展息息相關,有哪些技術是台灣不為人知的優勢?或是未來產業可大力投資布局的領域?我們找出其中四大項與智慧國家最有關的科技,展現台灣具備強勁的科技能量,或許你已經受惠,也或許你能從其中找到發展的機會。

關鍵科技一、融合海陸空領域的多維通訊

隨著國家管理範圍逐漸擴大,通訊範圍多元且彼此關聯,相關科技如低軌衛星、5G通訊、海底電纜等,形成環環相扣的多維通訊聯網。

仔細洞察2021年的IMD報告,台灣在「行動寬頻的用戶比例」這項指標,拿下全球第1的傲人成績。顯見台灣在通訊基礎建設的投資及普及率,是走在全球領先位置。

尤其5G/6G關聯科技更是未來多維通訊的具舉足輕重的地位,原因是5G衍生的價值鏈相當廣泛,舉凡從晶片、模組、終端、邊緣、系統、到應用服務,可形成完整生態圈。為了強健台灣5G專網的自主技術與供應鏈,從2018年先後成立5G產業發展聯盟、5G垂直應用聯盟、以及5G Open Networking平台,逐漸形成5G國家隊。

除了把5G領先國視為戰略目標,當創新技術落地,更能帶來龐大商機。根據工研院的預估,將5G的小基站、邊緣運算、網路虛擬化等關鍵產品、模組、元件加總起來,2025年的市場規模上看2,510億美元(約新台幣7.5兆元),其他國家還在積極推動5G聯網建設,顯見相關商機仍有相當大發展空間。

關鍵科技二、新型態數位經濟與網路服務

邁向Web 3.0的交叉點,元宇宙被視為下一代網際網路的新機會,市調機構Gartner預測,2026年全世界將有25%的人口,每天至少有一小時投入元宇宙虛擬世界,進行工作、社交、教育、購物、娛樂等活動,並藉由虛擬貨幣、NFT進行數位資產的交易,虛擬經濟逐漸成形。

所謂元宇宙,需要以5G/6G高速網路為基礎,透過VR頭盔/眼鏡作為進入3D虛擬世界的載體,在元宇宙的各種互動體驗則需仰賴AI運算、雲端/邊緣儲存、區塊鏈等核心技術支援。人們在元宇宙內可以滿足從現實世界做不到的事情,形成穿梭虛擬、現實之間的生活體驗與商業模式。

近七成投入元宇宙相關應用的企業,認為元宇宙在未來5年一定會蓬勃發展,虛擬音樂會、虛擬時裝秀、媒體及產品聯名展示活動,將是元宇宙優先發生的商業體驗。

那麼台灣要投入元宇宙有何利基?解析元宇宙供應鏈版圖,主要可分為晶片、光電、通訊、AR/VR裝置、內容以及AI技術,台灣科技可從硬體方面,包含晶片、感測IC、光學零組件、伺服器等擅長領域切入。像是大家熟知的半導體大廠台積電,對於相關晶片的供應就至關重要,另外光電產業也有揚明光、玉晶光、中光電等企業,讓投影技術更精緻,再來連接元宇宙的通訊技術,也有聯亞來支援,而裝置軟硬體、AI技術則是有創意、世芯、智原等企業投入,最後想到AR/VR集大成者,就不能遺漏宏達電在這一塊的耕耘,同樣威盛電、佐臻、未來市(XRSPACE)等品牌也積極佈局,可見台灣已有完整的供應鏈,接下來有志於加入元宇宙的廠家,不妨從自身的專長去思考,相信不論是哪個領域的企業,都能有更多的創新、應用內容投入,完善整個元宇宙生態。

關鍵科技三、疫後時代興起的智慧型代理人 

近年因疫情持續延燒,越來越多領域開始導入「智慧型代理人」,像是零售業者引進半自動化機器,協助人力處理訂單、點餐;又或是醫院使用機器人,藉由AI辨識功能分擔部分醫護工作。

所謂智慧型代理人,以它所知的知識範圍內,自主完成人類所給予的指令任務。智慧型代理人發展至今,能協助人類的廣度、深度越來越多,主要是受惠機器學習的技術更為先進,加上其他的自動規劃、互相協調等演算法的成熟,讓智慧型代理人成為下一波產業發展重點。

世界先進國家紛紛把AI納為國家產業重要發展策略,台灣從2018年就推出「台灣AI行動計畫」,全面啟動產業AI化。發展至今,AI應用已從測試階段逐步應用於各式產業,資策會統計發現,掌握AI技術的新創企業在台灣有300家,逐漸摸索出不同的商業策略與獲利模式。

尤其資通訊、醫療照護是台灣兩大擁有頂尖人才的雙軸產業,在疫情之下,就可以看到醫療+科技所衍生的智慧型代理人應用。像是過去為了解決醫療量能不足,開發「5G智慧防疫機器人」,用來隔離病房消毒、運送餐盒及藥品物資,比傳統人力消毒方式有效節省50%時間,還能降低醫護人員感染風險,讓醫事工作更有效率。

關鍵科技四、資訊安全網保護每個人數位資產

我國面臨網路犯罪、駭客入侵政府、機關,甚至竊取個人資料事件持續增加,如何保護國民安心使用數位科技、保障財產安全將是未來重要方向。隨著AI普及所衍生的龐大資料量之隱私及資安問題,成為棘手的挑戰。從國際AI資安發展現況來看,歐盟在2021年提出人工智慧規則草案(Artificial Intelligence Act),鼓勵值得信賴且道德的AI進行研發與應用。微軟更在今(2022)年禁止提供AI推測情緒技術,並制定「負責任AI標準第二版」、Google則停止AI機器人具有自我意識、能與人類溝通等爭議事件,這些做法也都反映美歐在立法之際,業者也在努力自行節制敏感AI技術。

AI資安,是挑戰也是機會。未來,台灣政府與企業也須密切關注美歐相關草案的立法動態,找出AI規範的共同點,以此界定使用AI產品與服務之要求;因此,AI資安不僅需透過科技來防禦,更需要治理與法規,降低AI所帶來的衝擊。

另外,針對5G資安議題,台灣有展開大型科技防禦策略,包含5G資安防護系統、跨機關資安聯防。5G資安防護系統致力確保業者使用的5G系統具備安全、可靠、信賴,與國內5G專網業者進行服務驗證,以強化國產5G系統的整體資安防護能力。跨機關資安聯防的目標放在建立政府與民間的資安聯防體系,藉由橫向整合跨部會,全面提供威脅情資,減少機關隱匿資安事件,降低事件誤報與漏報。

持續提升台灣的科技能量 打造全方位的智慧國家

圖片資料來源:IMD 2022 世界競爭力年報

台灣的科技能量持續提升,從2022年的IMD世界競爭力年報可發現,而且該報告還指出我國擁有高素質勞動力、經濟活力、企業治理能耐、高教育水準等優勢。上述四項與智慧國家高度關聯的新興科技,涵蓋「數位基盤、數位創新、數位包容」等元素,如何借助科技打造創新、包容的社會,在台灣強勁的科技應用產業鏈上,補強創新的能量,並延續發展優勢項目,將是台灣要持續努力的方向。

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