圖說:經濟部工業局電資組副組長呂正欽博士

為協助台灣產業因應新冠疫情與美中衝突所帶來的全球製造業布局轉向,由台灣電路板協會(TPCA)、工研院電光系統所(EOSL)主辦,台灣物聯網產業技術協會(TwIoTA)協辦的「智造未來論壇 – PCB與電子產業的智造再興」,22日於南港展覽館舉行,由智慧製造泰斗-清華大學簡禎富講座教授,以工業3.5智慧工廠實例分享,並邀請台達研究院AI創新中心羅少廷博士、台灣庫卡(KUKA)郭世明經理、均豪精密丁士哲副處長,分別從AI大數據、機器人智造解決方案、智慧物流創新應用等面向切入智慧製造再升級趨勢。

經濟部工業局電資組副組長呂正欽博士在致詞時指出,台灣印刷電路板產業產值接近一兆,可說是台灣產值第三高產業,而高值化是電路板產業的趨勢,近年來由於AI與5G等技術陸續導入,讓台灣印刷電路板產業供應鏈進行數位轉型,並期許台灣電路板產業能持續提升能量,成為台灣另外一座護國神山。

台灣企業應以藍湖策略 進行工業3.5智慧製造數位轉型

圖說:清華大學簡禎富講座教授

簡禎富教授在專題演講時提到,工業2.0進步到工業3.0階段,不少製造工廠從先進國家遷移到新興國家,而工業4.0的推出,除了讓工廠具備少量多樣生產仍能獲利的能力,目標是先進國家從新興國家奪回10%全球製造份額,讓先進國家能夠具備一定製造能力。

簡禎富表示,以台灣製造業來說,對於大型企業而言,的確朝工業4.0發展是未來趨勢,但是對於中小型企業來說,工業3.5才是可行的方向。因為以現階段來說,工業4.0不管是前期投入成本、設備升級費用、軟體建置時間、人員教育訓練等,對於中小企業是筆不小的負擔,而且老闆在兩三年時間內看不到投資回收,因此從企業需求面進行智慧生產升級,會是比較正確方向。

簡禎富指出,工業3.5的策略是左右開弓,從工廠需要改善且可以做的方向切入,並且同步搭配AI與大數據進行資料分析,提升決策品質,進而達到智慧製造彈性決策的根本目標。不少台灣隱形冠軍企業,已經陸陸續續透過工業3.5的方式,讓製造變成智造。

由於台灣以中小企業居多,因此簡禎富也提出以「藍湖」策略取代藍海策略,因為藍海策略適合給大型企業發展,對於中小企業而言,只要能貼近不同客戶的需求,透過市場碎片化發展策略,找到利潤高但市場規模不夠大的藍湖,並藉助AI大數據,以工業3.5方式進行製造升級,就可以提高產品利潤,並且避免競爭對手搶食市場。

用數據+AI提供智慧製造決策力 有效提升產品良率

圖說:台達研究院AI創新中心羅少廷博士

台達研究院AI創新中心羅少廷博士表示,工廠要進行智慧製造升級、改善生產良率之前,如何能取得正確與品質好的生產相關數據,是最基本的要求。由於台達電子本身就有各類工廠與生產線,因此透過「端/邊/雲」的架構,將生產過程當中產生的各種數據進行彙整,中間搭配AI進行分析,並且與後端產品QA結果做比對,便能有效進行生產參數與材料調整,提升良率,減少不良品。

羅少廷指出,以最常見的AOI品質檢測為例,不同零件使用AOI檢測會發生不一樣的檢驗結果,因此必須要針對不同零件進行AOI數據分析調整。舉例來說,不少電子產品會使用現成且常見的AOI檢驗,經過實際驗證發現,發生誤判(Overkill)的情況偏高。但是如果用了像台達研究院的自動缺陷分類(ADC)方案,以深度學習(Deep Learning)方式優化AOI檢驗效能,就可以降低誤判,以及降低人員複檢的需求。

羅少廷也表示,以數據加AI的方式也曾經在某化學工廠驗證過。雖然台達研究院拿到的該工廠某化學產品的參數與數值都是經過加密處理,但是經過將數據以系統化、製程化ML調整方式,不僅將讓提早預測成品品質的正確率達到86%,更讓化學工廠願意跟台達研究院進行原材料調配參數研究,進一步提升良率,並確保產品品質。

至於如何提升智慧製造效益,羅少廷以台達電子自家場域實證經驗表示,可以從設備預測維修(Predictive Maintenance)、參數最佳化(Parameter Optimization)、排程優化(Advanced Planning & Scheduling)、瑕疵檢測(Defect Detection)、異常偵測(Anomaly Detection)、根因分析(Root Cause Analysis)等方向切入,找可以做的改善方向先做,就能夠透過數據,減少不良率,並逐步提升智慧生產效率。

KUKA利用完整的工業機器人產品線 協助廠商快速設計工業4.0工廠

圖說:台灣庫卡(KUKA)郭世明經理

台灣庫卡(KUKA)郭世明經理介紹時指出,KUKA AG成立於1898年,至今已經超過120年,以自動化及機器人產品聞名,主要的客戶以汽車製造業與傳統工業領域。由於工業機器人是KUKA的強項,因此很早就開發出AGV與協作型機器人,並且跟著德國工業4.0持續發展升級。

郭世明表示,傳統設計工廠,使用者都需要耗費數周的時間進行廠房規劃,由於KUKA自動化生產工廠設備供應完整,因此KUKA推出Visual Components軟體,可以協助客戶快速進行工廠設計與設備搭配,可以進行工廠流程模擬,並且能從2D平面設計圖快速轉換成3D廠房Layout;待完成基本設計之後,軟體可以直接展開工廠建置BOM表,讓使用者進行估算,而所需時間僅需一兩天。

由於工業4.0對於工業機器人在不同站點有不同功能的要求,而 KUKA工業機器人採用開放式設計,因此KUKA推出已完成功能設計的工業機器人,使用者只需要針對自己環境所需參數進行調整,甚至不用寫程式,就能夠讓工業機器人直接上線運作,真正達到提升效率目的。

精密製造業導入智慧物流 加速實現智慧工廠

圖說:均豪精密丁士哲副處長

均豪精密丁士哲副處長表示,工廠進行數位轉型,要先訂出目標才能事半功倍,也才能夠知道找出工廠提高生產力所需之軟硬體解法。由於每家工廠改善生產的方式與需求不同,因此均豪精密開發「智慧機械平台」,也就是透過智慧診斷與預防維護系統(IDMS)、智慧倉儲物流、機器人彈性加工系統、AI+AOI等四大類硬體設備,搭配對應智慧化軟體服務,進而提供各種客製化服務。

丁士哲指出,以面板業、半導體業、PCB產業來說,由於近來製程不斷提升,而且進出料搬運頻度與重量持續增加,因此廠商導入智慧物流(AGV)建置智慧工廠已成為不可逆趨勢。對此,均豪推出各種智慧搬運機器人,能依照不同智慧工廠應用情境,協助搬運物料,並且幫忙自動上下料件。實務上,已經驗證可以在低溫作業環境、危險物品搬運、電商倉儲物流、自動化倉儲物流等環境下應用,真正達到以智慧物流打造智慧工廠。

丁士哲更表示,均豪的智慧物流(AGV)最強的優勢,就是透過均豪自家的軟硬體平台,可以讓AGV跟各類AOI設備進行串接,如此一來,不僅可以確保進出料準確無誤,也能夠大幅減少人員搬運介入可能發生問題,達到關燈工廠境界。