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智慧製造

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電電/機械兩大公會結盟 三階段力推機械雲平台

為因應供應鏈重組和少量多樣生產需求所帶來的挑戰,推動智慧機械與智慧製造勢在必行。為協助製造業數位轉型,工研院與資策會、精機中心、金屬中心等法人已共同開發出「智慧機械雲平台」,建立標準化地端軟硬體、應用服務開發工具以及營運平台。但為加快各產業導入,使智慧機械雲平台上的應用更為成熟,台灣兩大產業公會--機械公會和電電公會宣布進行策略結盟,未來機械公會的製造端廠商,將結合電電公會的終端廠商及系統整合業者(SI),共同打造機械雲生態系。在全台擁有近6,000家會員廠商的機械公會和電電公會也將協助產業導入智慧機械雲平台,聯手推進台灣產業數位轉型,強化製造業韌性與國際競爭力。 台灣兩大產業公會--電電公會與機械公會正式結盟,共推智慧機械雲平台 機械公會理事長柯拔希指出,機械公會將台灣工業4.0分成三個期程,短期由公會及經濟部工業局合推智慧機上盒,讓所有的機械具有聯網、資料蒐集、可視化及智慧化的功能,達到萬機聯網上雲端。中期由公會及經濟部技術處共同推動感測器及機械雲平台開發,機械雲就像是手機的App商城,手機若沒有App加持,只能用來打電話,若能加上各種不同功能的機械業專用App,依據廠商的需求下載,將創造無限可能的應用發展空間。最後長期的目標,則是運用AI人工智慧以及大數據資料的分析與應用,協助廠商迎向智慧機械與智慧製造。 電電公會理事長李詩欽指出,兩會在智慧機械雲平台上共同合作,以協助機械公會會員廠商導入平台應用,加速機械雲平台之產業化為主要方向。機械公會可提供有關機械雲平台技術與資訊,協助電電公會的會員廠商進入機械雲服務的生態體系,並共同爭取政府支持,發展「智慧機械」與「智慧製造」雙引擎,並藉此促進電子資通訊與機械業者合作交流,加速機械產業智慧化的腳步。 同時,電電公會會員可為機械設備上的智慧機上盒(SMB)加值,強化智慧功能應用模組。而機械設備業者則可透過機械雲,將設備所需智慧化功能與服務軟體藉由機械雲來提供服務,讓眾多中小企業設備業者也能快速智慧化。由於機械雲服務對象包括機械設備製造業者與使用者,故電電公會的SI會員,可參與提供雲平台生產製程之虛擬量測、品質監控、稼動率等應用軟體,供設備製造業者或使用者下載,讓國內機械業真正從硬體提供到加值服務,藉以拓展商機。 以往製造業面臨軟體人才較少、設備聯網和雲平台的品牌眾多且各品牌通訊和機上盒不相容、生產管理軟體昂貴、中小企業無資本投入升級、軟體安裝手續複雜而易影響廠商生產效率,以及當前沒有設備商/系統整合商/軟體開發商共同經營的雲端服務平台等作業情形,而進一步降低廠商升級智慧製造的意願。為了解決上述情形,經濟部攜手法人打造「智慧機械雲平台」,結合智慧機上盒來連結各機械設備,藉由機聯網與AI人工智慧技術,有效運用工廠的生產管理數據,協助業者邁向智慧生產與降低物料損耗,提高機械設備的附加價值。 智慧機械雲平台就像手機的App Store,廠商進入平台後,能直接在機械雲平台瀏覽軟體介紹,自行下載安裝、維護更新,今年底前將有98個由工研院、資策會、精機中心及金屬中心開發的各式軟體陸續上架。同時,平台更參考百貨公司專櫃概念發展店中店,平台內依產業和應用類別、軟體功能、開發者分類查詢,讓機械、工具機、金屬加工、電子、射出機、紡織等業者,更方便到平台各專區下載軟體,此平台預計兩年內將正式上線營運,以助廠商迎向智慧製造與智慧機械。
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組織化分析資安風險 聯網工廠拒當駭客天堂

讀者是否準備向駭客支付數十萬、甚至數百萬美元的贖金來解鎖自己的檔案?根據Malwarebytes Labs在2019年1月23日發表的《State of Malware》資安報告顯示,惡意程式的開發者從2018年下半年已經開始將鎖定的攻擊對象從消費者轉向公司行號,因為從企業收到贖金的機會遠高過個人受害者。企業在過去一年偵測到惡意程式的比率大幅增加,達到79%—而其主要原因是後門、挖礦程式、間諜程式,以及資訊竊盜等程式增加所致。 工控設備迎數位時代喜憂參半 為何會出現這樣的情況?數位時代持續開創新的可能性。企業領袖不斷發掘新的創新機會,但這樣的創新也伴隨許多挑戰。企業領袖面臨其中一項最艱鉅的挑戰,就是網路的安全風險,而這方面需要針對組織架構推動有別於傳統的變革。推動這樣的變革需要對注入新文化以及採行新的商業流程,藉以因應系統以及生命週期方面的複雜難題。 各界正快速採用各種新型邊緣智慧裝置,這些會產生與轉換資料的裝置也促成系統複雜度疾速攀升。這種資料極具價值,因為主管者是根據這些資料做出決策,所以資料越明確與精準其價值就越高。然而要實現這樣的價值,涉及過程極為複雜。需要適合的基礎設施,加上能即時取得與解讀資料,進而讓人員能在時限內做出決策。這樣的需求帶動聯網世界的發展,在工業自動化領域的實現成果就是聯網工廠—各種裝置透過分散式網路相互連結,並藉由即時取得與解讀資料來創造價值。 工業4.0的大趨勢為創新打開了許多機會,而工廠控制系統也變得更敏捷、更精準、且更有效率(圖1)。因應網路攻擊的風險,確保資料的有效性,以及根據資料做出決策,這些關鍵元素都攸關聯網工廠能否獲得有價值的成果。由於發動網路攻擊的動機和資產價值成正比,因此因應風險的任務絕非易事。考量到網路維安的複雜性,以及必須從系統層面應付網路安全風險,為此企業主管紛紛尋求參考解方。 圖1 現今的工控系統面臨資安風險,因此建構安全聯網為首要之務 各國機關制定的新安全標準都列出這方面的指引,其中包括國際自動化學會(ISA)以及美國國家標準技術局(NIST)在內的主管機關。雖然各地區採行不同版本的標準,但這些標準的規範的方向大致相同。不過它們只能解決一部分的複雜問題,其提供的指引規範了如何評估風險,以及應採行哪些方法來因應風險。不過若想要成功實現安全的聯網工廠,還需要對整個組織進行徹底的整頓。 要建構安全聯網工廠,組織必須有能力解讀技術標準以及建立安全基礎設施。解讀相關安全標準,適切地因應網路安全風險,進而規範出相關的安全要求。發展關鍵的安全基礎設施,藉以在產品生命週期全程管理資產,才足以因應持續變遷的威脅環境。在邁入嶄新的聯網時代之際,組織必須由上至下推動商業流程。而這樣的策略將讓產品開發團隊能做出安全方面的取捨,以及擬定產品安全要求,藉以因應系統以及生命週期方面的複雜難題。 保護聯網工廠潛藏挑戰 要在複雜營運技術(OT)環境中維護安全,已經衍生出許多特殊的挑戰,而這些難題往往無法用標準的資訊科技(IT)解決方案加以解決。環境中現存的OT裝置,其資產價值、優先順序,以及限制都和IT環境截然不同。在IT環境中,各界關切的重點都是確保信心;然而對於工廠而言,優先順序最高的通常是資料的可用度。此外,這些安全解決方案未來建置的系統中,將會充斥各種高度受限制的產品,其生命週期大多會超過20年。因此對於工廠資產而言,包括優先順序和相關限制,這些因素需要特殊的技能和流程加以因應,以及研擬出適宜的產品安全要求。然而這些技能與流程往往超出傳統IT組織的能力範疇(圖2)。 圖2 威脅模型分析流程 要推行諸如保護OT環境這樣的系統性措施,首先須辨識出高價值資產、評估這些資產面臨的風險、以及在營運的範疇內針對安全適切取捨。由於面對高度受限的環境以及特殊的營運設計,因此並不是所有安全風險都能在裝置層面成功克服。定義出的系統層級策略能指引專家做出適合的安全取捨。要執行威脅模型分析有許多途徑,但組織必須針對所有新的發展情勢調適出適合的流程。 威脅模型分析的主要目的,是促使人員針對安全取捨進行討論,最終歸納出安全要求和規範。為此,可以根據營運的概念作為基礎,界定出關鍵資產,以及將系統拆分成較小的單元。之後,團隊可以開始運用成熟的方法來找出安全威脅與防禦弱點,以此作為初期的威脅模型。根據這樣的模型,即可建立安全降險措施(Mitigation),以及討論各種取捨作為。由於營運概念應考量整體系統設計,因此所有人都應參與這些取捨的討論。最終,在元件層面尚未排除的安全威脅都必須在較高的層面加以紓解,或視其為可容許的風險。採用標準流程進行威脅模型建構以及風險分析,有助於歸納出適宜的安全要求。 組織著手建構聯網工廠 為因應OT面臨的網路安全威脅,組織必須擬妥策略,進而採取措施建構聯網工廠。想要成功排除網路安全威脅的複雜性,通常都需要進行組織革新。在產品團隊中納編安全專家是邁向正確方向的一步,但光這麼做,組織還不足以掌握下一波工業革命的潮流。組織必須從最高層面著手,在整個企業環境推動與促成文化變革。這意謂著必須由一個中央組織負責網路安全事務,專責執行新流程與程序來因應網路風險、研擬網路安全要求、監視與回應網路安全事件、以及執行產品評估和驗證。 建立產品安全確保計畫,是因應未來網路安全風險的關鍵要務(圖3)。這樣的計畫可確保開發團隊真正瞭解網路安全風險、必須保護的關鍵資產,以及提升營運績效所需的安全功能。此外還須備妥支援這類計畫的人員與程序,確保產品生命週期全程都能應付網路安全,以及建立有復原能力的基礎設施,進而快速回應新浮現的網路安全威脅與事件。 圖3 產品安全風險管理框架 組織未來在因應新浮現的網路安全要求之際,必須展現感知能力,以及札根於組織文化,並透過標準流程與程序展現出適當作為。在過渡到聯網工廠的過程中,最困難的部分就是組織因應網路安全風險的工作。所有企業都必須回應這項挑戰,能夠推動文化革新的企業,將能掌握當前最重要的大趨勢。 有業者如亞德諾半導體(ADI)籌組了一個中央安全小組,負責在整個組織建立安全文化,藉此因應持續變遷的安全環境。透過公布施行安全程序,並整合到新產品開發流程,這樣的工作是整個組織建立安全文化的關鍵步驟。如此即可確保所有新產品皆針對安全需求進行評估,而且安全方針也納入研發計畫。安全方針旨在確保各項安全要求足以保護關鍵資產,並納入整合的系統設計中。此外,由於安全向來都是適當取捨,因此像ADI的安全作為都經過各大客戶的驗證,而這些客戶廠商經營的業務就是負責維護聯網工廠的安全,而和這些客戶聯手驗證安全作為,可進而確保相關的安全取捨能夠在營運環境中實行。 在運用制度化方法建立安全文化方面,業者的網路安全事件回應團隊會負責評估新浮現的安全威脅、回應客戶遭遇的網路安全事件、評估產品衝擊,以及執行產品安全更新。要管理數量龐大的產品,長遠下來將涉及極可觀的工作量。因此需要適當規畫以促成永續經營,以及管理業者旗下所有產品線的安全解決方案。系統整合廠商往往會尋求其供應商協助解決各種安全挑戰以及降低生命週期成本,新產品挑選標準有助於促成更緊密的合作關係,協助控管聯網工廠的總成本,如ADI便致力提供長期解決方案,針對各種新系統設計帶來較佳的整體價值。  回頭看首段假設案例,倘若眼前的抉擇是組織停擺或接受風險,那麼任何時間都應優先選擇讓組織停擺,而支付贖金則將成為次要的選項。 (本文作者為ADI工業解決方案系統經理)  
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2020 SEMICON Taiwan將於九月如期揭幕

國際半導體產業協會(SEMI)日前宣布,有鑑於台灣對近期疫情控管得宜,加上本次展會參展廠商大多於台灣,且國際設備材料廠商皆有代理商或分公司駐點,總體而言受差旅限制較小,因此SEMICON Taiwan 2020國際半導體展將於9月23至25日如期舉行。至於無法來台的國際廠商,本次展會將以虛實整合的展覽方案,協助其掌握最新市場資訊。 SEMI日前表示,考量台灣疫情控制穩定,且參展商受國際差旅限制程度有限,因此本年度展會將如期舉行 SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示,台灣的防疫成效各界有目共睹,讓台灣半導體產業在疫情期間運作如常。而台灣半導體廠商在2020年持續投資先進製程、先進封裝與智慧製造發展,持續帶動產業技術推動與交流的需求。為此,本次展會將如期舉辦,並以全新虛實整合的展覽互動方式,提供產業趨勢與市場機會,推動產業技術演進暨合作交流。 2020年SEMICON Taiwan將以「全新機會與挑戰共存的時代,洞察未來科技力量」為主題,聚焦於智慧製造、先進製程與綠色製造,並呈現智慧汽車、智慧醫療、智慧數據等新興智慧應用趨勢,如推出智慧製造特展及ITC-Asia全球半導體測試國際會議,也加入更多樣化的方式呈現數位展會內容,藉線上/下交流推進全球技術與創新應用,協助與會者一探最新半導體市場走向與未來科技趨勢。與此同時,本次展會將偕延期至九月的FLEX Taiwan 2020軟性混合電子國際論壇暨展覽(9月24日)同期同地舉辦。 不同於其他台灣B2B的商業展覽形式,SEMICON Taiwan主要參展廠商如晶圓代工及封測業買主皆在台灣,加上全球對台設備材料市場的採購金額龐大,大多國際指標性設備材料商在台灣皆設有分公司或代理商,因此受國際差旅限制影響較小。而在多數廠商對於展覽的商機媒合與交流等需求仍強勁的前提,加上國際半導體廠商多數表示將出席本次展會,因此綜合評估展會執行可行性後,主辦單位以防疫優先為原則,宣布如期舉辦本次展會。
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宸曜工業級物聯網閘道器亮相

強固嵌入式電腦品牌宸曜科技(Neousys)日前宣布推出最新的IGT-30系列工業等級物聯網閘道器。該款閘道器內建類比輸入與數位輸入/輸出通道,可連接不同的感測器與傳感器,滿足不同的物聯網應用需求。IGT-30系列符合公有雲服務與產業認證,且內建Debian作業系統,可有效減少系統整合工作,是適合於智慧製造、環境監控、能源監控以及智慧城市等各種物聯網產業的工業等級閘道器。 IGT-30系列支援類比輸入,適用於溫度、濕度、氣體等環境監控感測器與傳感器。除了各種I/O如LAN、COM、CAN bus、DIO、mPCIe等,IGT-30系列還可以通過選配模組將資料傳輸到雲端服務器。IGT-30的敏捷性使得邊緣設備和雲端服務器之間能夠無縫連接,同時提供即時監控。 IGT-30支援多種電源輸入,除了既有的大範圍直流輸入(12至25V)外,IGT-30系列可以在PoE供電設備(PD)模式下運作,在狹小的空間中提供穩定的電源和資料傳輸,同時節省連接外部電源的額外成本。 雲端服務方面,IGT-30系列通過Microsoft Azure for IoT認證和AWS IoT Greengrass認證;無線運營商方面,IGT-30系列已通過美國AT&T和Verizon的認證。透過物聯網生態系統合作夥伴認證,確保IGT-30和廣域無線網路與公有雲服務的穩定連線。 除了易於開發和整合的潛力之外,IGT-30系列還預載Debian作業系統,並為用戶提供了大量的開源資源,從而可在應用層級進行加值開發,如數據處理(Data Wranging)、資料暫存與視覺化等應用程式開發。
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鉅鋼機械/如億自動化/西門子三方聯手 開拓製鞋工業4.0應用

鉅鋼機械、如億自動化以及西門子(Siemens)日前簽署合作備忘錄,三方攜手提供製鞋產業最新工業4.0關鍵應用技術,並助力製鞋機械落實智慧製造。本次合作備忘錄簽約之目的除了深化三方合作關係外,也正式宣布鉅鋼機械、如億自動化、西門子成為合作夥伴,共同提供商業、技術、行銷和市場推廣各方面的支援,以協助建立成功的工業4.0解決方案。 鉅鋼機械董事長陳法勝表示,鉅鋼機械四十多年來皆專注於研發創新,以滿足客戶的製程升級需求,先後為產業推出全球首創的Runnerless無膠道射出成型機、Twinjet四射槍射出成型機,以及全自動雙色橡膠射出成型機。近期有鑑於產業對於數位轉型、智慧製造的需求,特別與全球工業4.0巨擘西門子數位工業,以及擁有厚實控制系統整合技術的如億自動化合作開發產業下一世代的智慧機械。在今年正式推出符合精密製造及環保節能的全電伺服射出系統,同時在系列產品導入物聯網OPC-UA通訊標準,滿足客戶將來所需的自動化智慧生產及遠端即時管理。而鉅鋼自主開發的KS 4.1閘道器亦可整合西門子控制元件,相信本次的合作升級能為產業的未來智慧工廠建立更堅實的基礎。 鉅鋼機械攜手西門子數位工業以及如億自動化建立三方策略夥伴關係,為產業帶來全方位數位整合智慧生產線解決方案。本次三方合作不僅為鉅鋼機械在工業4.0應用的軟硬體升級,西門子數位工業及如億自動化亦會積極協助鉅鋼全面培訓人才、共同專注開發並整合最新技術,以滿足鉅鋼及客戶的數位轉型需求。 另外,同樣是本次合作備忘錄重要夥伴之一的如億自動化,擁有多年自動化設備的多元整合經驗,並通過經濟部工業局核定「自動化服務機構-技術服務能量」登錄之技術服務單位。三方簽屬合作備忘錄,扎根產業創新發展,提升台灣本土工業自動化競爭力,並與國際接軌。
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所羅門於MODEX SHOW秀智慧製造透明物體辨識技術

AI-3D機器視覺系統品牌所羅門日前於3月9日至12日參加美國最大物流與製造展MODEX SHOW,結合AI展出智慧物流與智慧製造解決方案,其中透明物體辨識技術為一大亮點。 所羅門表示,宅經濟讓電商、物流業產能逐年增加,面對不斷湧入的物件包裹,加速物流揀貨程序是業者的勝出關鍵,所羅門的AccuPick智慧取放系統,讓機器人有眼睛且變聰明,是業主解決痛點的利器—導入過程簡單、不需要複雜程式設定即能上線,有如人腦的AI(人工智慧)3D機器視覺系統,讓機器手臂能在最短時間精確完成包裹揀貨或上下料。 過去如何正確辨識透明物體一直是光學檢測的一大難題,但所羅門的AI-3D機器視覺系統技術領先市場,去年已成功克服傳統自動光學檢測(AOI)無法辨識透明物體的難題,可正確分辨透明物件不同的擺放狀態,成功解決產業應用端問題,這項技術也會在展覽亮相。 所羅門指出,公司自主研發AI(人工智慧)與3D視覺技術,所羅門的AccuPick智慧取放系統不僅讓機器人有眼睛,更具有像人一樣的判斷能力,大幅縮短辨識時間,且辨識精確度讓業者能處理更多型態的物件,甚至是精細物,如小於0.5公分的螺絲帽、或玻璃瓶等,提升整體營運效益。而過往工業機器手臂或協作機器人,少了AI,前置作業時間長,能夠辨識的物件有限,辨識度也不夠精確,造成揀貨或上下料流程效率不彰。
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5G頻譜標金突破天際 企業專網發展更添變數

雖然目前的總標金已是天價,但這個數字仍非最終結果。按照國家通訊傳播委員會(NCC)的規畫,2月21日將進入第二階段的位置競標,待第二階段競標完成後,5G頻譜競標才會正式結束。換言之,台灣5G頻譜的總標金還有可能繼續向上攀升。但不論第二階段競標結果如何,高昂的總標金已墊高了企業利用5G技術建立企業專網,發展智慧製造應用的投資門檻。特別是有意走專頻專網路線的業者,會受到最直接的衝擊。 NCC力求公平 專頻專網成本不低 根據NCC目前對外公告的申請規則,有意申請4.8GHz~4.9GHz企業專用頻段的業者,其取得成本將以商用頻段的競標金額做為計算基準,並以10MHz為最小單位提出申請。不過,由於企業專網的訊號涵蓋範圍只限於廠區內,跟商用頻段的授權範圍涵蓋全台不同,因此NCC提出的申請費用計算方式是以商用頻段的標金,乘上廠區面積占全台土地面積的百分比來計算。 舉例來說,如果有某家製造業者在全台灣各地的廠區總面積達100公頃,若要採用專頻專網的方式來建構自己專用的5G網路,光是申請10MHz頻段的執照費用,就需要支付新台幣14.2萬元作為申請費用。 但除了申請頻段的費用外,取得執照的業者還必須每年付給政府一定金額的頻段使用費。因此對製造業者而言,要「養」一個屬於自己的專用頻段,會是一筆不小的開銷。據了解,目前中華電信每年支付給政府的4G頻段使用費,約在新台幣12億元左右。 NCC目前的政策態度很明確,希望製造業者以跟電信業者一致的頻段成本來取得自己的專屬頻段,以免製造業者占了電信業者的便宜。但這個政策方向將使得製造業者的5G專網總體持有成本(TCO)遠高於電信業者,因為電信業者在設備採購時享有規模效益,其設備採購單價會遠比製造業者零星採購來得便宜。 多位半導體業界人士都指出,其所服務的公司已經跟易利信(Ericsson)、諾基亞(Nokia)等5G設備大廠接觸過,探詢專頻專網相關設備的報價。雖不方便透露具體數字,但這些設備大廠提出的報價單,著實讓他們倒抽一口氣。若連口袋相對深的半導體業者都感到猶豫,一般規模較小的製造業者或傳統產業,只怕更負擔不起。 虛擬化/彈性組網有助降成本 由於製造業者採取專頻專網來布建企業目前目前5G網路的整體成本十分高昂,因此許多製造業者均退而求其次,與電信業者合作,採用商頻專網的方式來組建自己的企業5G網路,例如賓士汽車(Mercedes Benz)與瑪莎拉蒂(Maserati),博世集團(Bosch)的5G實驗性生產線建置專案,也有電信業者參與其中(圖1)。 圖1 目前已經導入5G的實驗性生產線,都是由製造業者跟電信業者合力建設而成。圖為博世位於英國的實驗性5G智慧製造產線。 商頻專網跟專頻專網最大的差別在於製造業者不必負擔因專用頻譜所衍生的成本,基地台跟網路布建也可以交給電信業者,藉由電信業者大量採購的優勢來降低硬體成本。網路建置完成後,如果製造業者沒有網路維運的能力,也可以直接委由電信業者代為維運。 不過,由於企業網路內勢必會傳輸大量敏感的機密資料,因此企業即便不使用專頻,也必然會傾向於使用專屬網路。所幸5G標準在制定時已考慮到智慧製造等企業物聯網的需求,因此在組網機制上設計了許多彈性作法,資料傳輸不一定非得經過電信業者的核心網路。例如企業可以在自家廠區內布建獨立的多接取邊緣運算(MEC)單元,確保機密資料不在公共網路上傳輸。如果廠商能接受資料在公共網路上傳輸,也可以利用網路切片(Network Slicing)等虛擬化技術,利用電信業者的硬體打造企業自己的虛擬專網。 若說專頻專網有何優勢是商頻專網所不具備的,就屬頻段的排他性。由於商用頻段除了服務企業客戶外,同時也要服務為數眾多的使用者,若廠房所在地附近正好有大型場館,當這些場館在舉行活動,吸引大量群眾聚集的時候,商頻專網可能也會無法正常運作。因此,若企業廠房所在地附近有球場、體育館這類大型場館,在思考5G專網布建方式時,需要特別注意這點。表1為專頻專網與商頻專網的優劣勢比較。 URLLC/mMTC規格未定 性能表現待評估 事實上,雖然許多通訊業者在談到5G時,都會以5G擁有更高頻寬、更低網路延遲並支援更多用戶端設備接入,但這三個特性其實5G標準底下三個不同的應用場景,分別是增強行動寬頻(eMBB)、超可靠低延遲通訊(URLLC)與大量機器類通訊(mMTC)。目前僅eMBB已經在3GPP R16中有完整的定義,URLLC跟mMTC則要等到R17之後,因此對有意在5G通訊基礎上發展智慧製造應用的業者而言,URLLC跟mMTC到底能不能滿足實際應用的需求,還有很高的不確定性。 有業者表示,在工業應用場域,每項技術都要實測才能見真章,畢竟工業應用的環境變化多端,適合某個場合使用的技術,到了另一個場合不見得管用。當下已商品化的5G,都是以eMBB作為應用場景,針對URLLC跟mMTC場景開發的5G解決方案,目前在市場上還不存在,也無法實測。因此,5G在智慧製造的應用,都還在很早期的概念發想或概念驗證(Prove of Concept, PoC)階段,距離大規模布署還有很長的一段路要走。 另一方面,目前生產現場所使用的機台設備都還不具備5G聯網能力,若企業要導入5G專網,隨之而來的機台改造也是一項大工程,而且許多機台設備都是嵌入式系統,不太可能像PC這類開放架構設備,只要插個5G USB Dongle、安裝驅動程式就完工了。機台改造的問題,也會構成企業導入5G專網的一大門檻。 總結來說,5G與智慧製造的結合,是通訊產業非常期待的新商機,但從製造業的角度來看,5G能否在智慧製造應用中扮演通訊骨幹的角色,還是一個不小的問號。畢竟不是每一種工業應用都需要使用無線通訊;就算要使用無線通訊技術,也要經過長時間的實地測試,經過千錘百鍊,確定其可靠度之後,業者才敢放心採用。目前5G提出了很多美麗的願景,許多具有一定規模的製造業者也已經開始研究該如何在生產流程中使用5G技術,但5G在製造業的普遍應用,絕非一蹴可幾。
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穩定產能/降低風險 5G巧扮工業4.0關鍵推手

智慧製造的核心主要在於連結與優化,前者連接生產過程感知層的人、事、物等資料,後者則是藉採集的所有資料,透過分析轉為資訊,提供相關單位進行不同決策,包含:製造現場的作業管理、業務規畫與運籌以及整體企業日常應用之管理等。 在5G助力之下,近程而言,可提供單一應用服務更高的規格表現,如即時監控的毫秒級反應;遠程而言,在5G的架構下,則更容易將過去分散的資料整合為單一整體系統。整體來看,預估2023年全球5G智慧製造的應用服務市場僅有2.52億美元;而隨著5G通訊技術成熟,帶動需求與供給上升,預期2026年全球5G智慧製造下的應用服務市場可達約420億美元。 根據5G特性及相關智慧製造應用需求觀察,結合智慧製造應用產值與成長率,資策會MIC認為設備監測、AR/VR、無人搬運車(AGV)/自主移動機器人(AMR)、數位分身、人工智慧、網路安全,將會在未來六年內的智慧製造場景中優先被實現。 5G進入工業製造場域 2019德國漢諾威自動化工業展、2019上海工業博覽會,相繼展出5G於數位分身的應用。中國移動電信與上海菸草機械公司合作,在2019工博會現場展示5G+數位分身,兩個螢幕中右側顯示一個工廠產線的監控畫面,左側則是3D建模後生成的虛擬模型,為透過技術「1:1」還原的產線模型。 動畫中所有內容,如設備艙門的開關和真實世界中都是同步的,任何工件發生故障,模擬的視角也都能看到細節。其中使用許多不同種類的感測器,能把設備的運作狀態等數據傳到數位平台上,進而監控生產過程。 德國工業巨頭博世(Bosch)提出建立5G工廠的願景,該工廠的生產環境(地板、牆壁和天花板除外)都是移動的。機台、設備和AGV將就生產需求藉5G傳輸移動,並透過基於邊緣和雲端的分析實現智慧化,進而使工廠能根據需求更改生產線。博世認為AGV移動採用無線是必然的,而5G通訊技術才是最佳選擇。 傳統以工業無線網路(工業Wi-Fi)控制AGV訊號,然而,AGV驅動控制訊號需要穩定傳輸,整個網路的傳輸延遲不得超過50毫秒;否則系統將判定AGV數據不健康,導致車輛運作效率低。但工業級Wi-Fi在覆蓋率、移動性、抗干擾、換手以及眾多AGV同時接入的表現並不理想,致整套AGV自動駕駛方案效能不如預期。 而5G可連接上萬至上億台設備,除了博世外,高通(Qualcomm)也表示AGV若結合機器人以每1m/s的速度移動1mm,則系統需每1毫秒計算一次。尤其當廠區內AGV/AMR數量龐大時,由於各自都相當接近,更需要精準移動。 此外,協作型機器人重複精準度多為0.1mm,AGV必須要有精準移動能力,才能搭配機器人進行生產活動,否則AMR僅能從事低階搬運動作(如半導體廠內AGV及協作型機器人僅能提供搬運工作),無法協助有效帶動整體產線升級。 為了解台灣產業對5G智慧製造需求的想法,本文針對台灣製造業者進行深度訪談,包含石化業、鋼鐵業、機械業、光學業、半導體業、汽車製造業、機車製造業、電子製造業、智慧製造系統整合商等(圖1)。 圖1 臺灣5G×智慧製造三大潛力應用 無人巡檢降低人為疏失 近幾年,無人機作為新興的巡檢工具,憑藉其機動靈活性、成本逐漸降低、不受地形限制等諸多優勢,已逐漸成為產業界日常巡檢。 在無人巡檢部分,特別是石化業者由於園區廣大,管線必須例行性巡檢,並且頻率通常為一天一次,面對數公里的管線,目前多以人力方式每日重複檢查,未來若結合5G與無人車技術,將可透過相機、紅外線、微波等感測方式,進行無人化巡檢,例如管線巡檢、電力巡檢等,除了減少人力負擔外,也可降低人為疏忽造成的意外。 尤其是石化產業特別重視安全,一旦意外發生,不只波及生命、財物損失,甚至是企業形象及衍生成本影響(股票下跌、徵才不易、社會觀感不佳、其他廠房停機受檢等)。 惟石化產業所採用之設備,須符合防爆規格要求,因此在設備本身的強化上都須更勝於其他產業設備。 AR/VR協助工業維修/教育訓練 普遍而言業者認同在製造場景中,為符合移動力與頻寬需求,AR/VR確實需要5G搭配,然而業者同時亦考量即便有需求,內容部分仍待開發,如教育訓練內容、維修操作程序等。 台灣系統整合商在全球占有重要地位,客戶遍及全球各地,其中有廠商考量面對客戶的合約中,常有限定時間內(幾小時或幾日)赴現場進行維修與障礙排除,目前對策是將維修廠商派駐於當地服務,或是派遣附近人員飛到當地。因此系統整合業者認為,如果透過AR/VR的應用,能快速協助客戶障礙排除,或是遠端即時了解障礙問題,將有助於維修保養效率,對客戶和業者都是雙贏。 相較於維修保養,教育訓練需求為其次,生產成本高的業者較有需求,原因是生產成本低者,業者傾向讓新進人員實地操練、訓練手感,或直接透過影片方式進行教育訓練。反之,面對生產成本高者,業者面對教育訓練造成的報廢成本承擔壓力較大,因此樂於採用教育訓練的方式代替現場訓練。 5G實時監測促進產能 在設備監測部分,無論是機台維護或是生產優化,由於涉及核心生產,因此一直是企業關注的課題。事實上設備監測應用已行之有年,只是多用於蒐集歷史數據再進行機台或生產情形的推估,進而實施應對措施。然而企業對於高價值的產品,如前述所提BLISKS的航空器零件,由於生產成本極高,所以期望能透過5G以實時監測的能力,倘若涉及大量連結生產設備,則看中5G低延遲、大連結的特性。 以更換刀具為例,產線實際上有現場人員根據經驗判斷,過早更換造成刀具的浪費墊高生產成本,而過晚更換則衍生不良品的機率提升,同樣為墊高生產成本。因此企業仍期待透過科學、數據的方式,提供現場人員機台維護、零件更新的資料作為決策依據,以降低停機風險,達成生產效能最佳化。 智慧製造連結人員、資料和資產間的流暢溝通,透過持續改善生產流程,穩定生產過程、降低生產成本、提高產品品質。製造資訊是以數據分析改善作業基礎,存取諸如溫度、濕度、壓力、轉速、震動等即時參數,有助建立並優化生產模型。對於工業物聯網來說,保持低延遲、同步尤其重要,5G在3GPP R16版本中,已具備TSN標準。隨著R16最終版本底定在即,R17標準逐漸具備制定方向,在乙太網路TSN風潮下,預期5G互通性將有助於其落實到工廠通訊技術中。 3GPP R16規範預計2020年初完成後,該版本支援更多URLLC應用,並增強URLLC對應IIoT的挑戰。供應端將逐步推出5G設備與5G解決方案,在設備與環境逐漸完備下,將有助於5G智慧製造整體發展。現階段主要是周邊環境尚未成熟,企業不易評估所需投入的資源,使其態度相對保守。業者應建構協助企業快速評估ROI的模式,以加速企業導入5G意願。 工廠營運首要是安全、可靠,當前智慧製造尚未有非5G不可的應用服務,因此大幅削弱5G對智慧製造的影響力道,因此未來5G將針對應用服務提供更高規格要求為主,如設備監測、人工智慧、數位分身。此外,對於生產環境具有高風險者,在工安意識抬頭當下,也是5G導入解決方案之機會,如AR/VR、即時安全警示、虛擬圍籬。  
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光寶助中南美洲迎戰智慧製造 續拓全球經銷版圖

光寶科技為了因應中南美洲龐大工控市場,日前前進2020墨西哥國際製造工業展(EXPO Manufactura 2020),在最新伺服系統ISA-8E與變頻器系列EVO 8000S領軍之下,期待滿足中南美洲客戶追求穩定品質、高性價比、高客製彈性的工業自動化需求。而隨著工業4.0於拉丁美洲開展、當地製造業飛快發展,光寶工業自動化鎖定紡織、製鞋、汽車製造三大產業的商機,期待中南美洲區域點火整體工控事業的營運成長。 光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰表示,秉持對全球客戶的承諾,光寶工業自動化2020年持續擴張經銷商網絡,繼2019年切入美國市場,並接連布局印度、土耳其、阿根廷、巴西地區,如今更希望深耕中南美洲,鋪建更完整的全球售前與售後服務版圖。未來,也期待北美客戶將光寶墨西哥作為對接北美的中繼站,透過直接自墨西哥運送產品,加快商品運送時間,靈活應對客戶需求。 由高性價比的變頻器系列領軍參展,光寶工業自動化變頻器EVO 8000S的進階版首次亮相,進階版本支援功率擴增至110kw,實現高達200%的啟動轉矩,支持工業總線EtherCAT,期待滿足當地紡織業的需要。 而強調一線到底、支援工業總線EtherCAT的全新伺服系統ISA-8E,其高即時響應,可實現複雜而精準的運動控制,高達23位的電機編碼器解析度,則能協助汽車製造業客戶達到精準的運動控制需求。 光寶科技工業自動化預期由台灣與中國紮根,挾整合工業變頻器、伺服系統、人機介面、運動控制器的一站式方案,持續拓展版圖達美國、歐洲、東南亞等國,更希望打開中南美洲市場,攜手全球客戶迎接智慧製造時代。
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天奕推室內定位解決方案建構智慧工廠

根據TrendForce旗下拓撲產業研究院預估,2022年全球智慧製造的市場規模將會逼近3,700億美元,而室內定位即為智慧製造發展中不可或缺之技術,台灣室內定位商天奕科技致力於提高各種場域使用的效率,尤以工廠為主要服務對象,甫推出的區域型室內定位解決方案採用半導體級的軟體核心,搭配定位設備與多款定位標籤,以建構智慧化工廠為目標,進行人員設備控管、物料查找、安全告警、災害疏散等功能,可協助提升廠房管理效率與產值。 天奕科技總經理陳宗逸表示,天奕科技目前已推出高階精準型與平價區域型兩款室內定位解決方案,企業可根據需求與預算做選擇,而天奕科技的室內定位解決方案也已獲得大型半導體廠採用,進行人員控管、災害疏散等應用,協助推動智慧製造發展。 區域型室內定位解決方案為一完整軟硬體整合解決方案,可進行即時定位、目標查找、危險告警,軌跡記錄等功能,定位設備更配有Wi-Fi及4G傳輸功能,並提供多款定位標籤,部分定位標籤還可整合SOS求救按鈕、RFID。
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