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當(dāng)全球製造業(yè)邁入AI、5G與IoT技術(shù)交織的新世代，正在重塑未來(lái)生產(chǎn)模式，從效率提升到精準(zhǔn)決策，改變的不僅是工廠樣貌，更是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。新一代AIoT智慧工廠，也從傳統(tǒng)運(yùn)搬輸送應(yīng)用，更全面性擴(kuò)及人、機(jī)、料、法、環(huán)等不同場(chǎng)域。

基於現(xiàn)今人工智慧（AI）驅(qū)動(dòng)的解決方案，正持續(xù)加速生產(chǎn)流程優(yōu)化與品質(zhì)管控，而5G技術(shù)則可確保工廠內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)的IoT設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接與即時(shí)監(jiān)控，進(jìn)一步提升生產(chǎn)靈活性與效率。分為人、機(jī)、料、法等不同階段，落實(shí)「永續(xù)生產(chǎn)力」特別重視的能源、環(huán)境、安全需求。

包括從入料開始到生產(chǎn)階段，透過(guò)影像辨識(shí)、人機(jī)協(xié)作減少出錯(cuò)，建立安全環(huán)境的場(chǎng)所。在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)人員部份，建立裝備檢測(cè)與防護(hù)系統(tǒng)。例如針對(duì)個(gè)人安全保護(hù)裝置檢測(cè)，即透過(guò)影象來(lái)檢測(cè)裝備，包含安全帽、反光背心及口罩等防護(hù)裝置；堆高車安全運(yùn)作防護(hù)系統(tǒng)，監(jiān)控堆高機(jī)在偵測(cè)到移動(dòng)時(shí)超過(guò)人行道時(shí)立即警示。

機(jī)器的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)，減少浪費(fèi)停機(jī)時(shí)間，提高效率與產(chǎn)能。透過(guò)感測(cè)器、資料蒐集平臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間蒐集設(shè)備運(yùn)作資料，再透過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和AI分析瞭解設(shè)備健康狀況，達(dá)到預(yù)診保養(yǎng)的目的，從而減少浪費(fèi)能源並提高生產(chǎn)力。

物料包含原物料及半成本檢測(cè)，減少料件浪費(fèi)及重工，節(jié)省成本。在IQC透過(guò)進(jìn)料機(jī)器視覺檢測(cè)，有效降低誤判率，提高檢測(cè)效率，減少浪費(fèi)人力；DIP/SMT機(jī)器視覺瑕疵檢測(cè)，透過(guò)少量樣品即可訓(xùn)練AI模型，減少重工及提高生產(chǎn)品質(zhì)，亦可串接MES系統(tǒng)做為即時(shí)生產(chǎn)回報(bào)及追蹤生產(chǎn)履歷的依據(jù)。

方法上即是生產(chǎn)參數(shù)及人機(jī)協(xié)作，藉以減少浪費(fèi)和彈性生產(chǎn)。透過(guò)生產(chǎn)參數(shù)最佳化，在排程規(guī)劃時(shí)。考量製程設(shè)備實(shí)際情況，並透過(guò)系統(tǒng)模擬達(dá)到製程最佳化；搭配人機(jī)協(xié)作優(yōu)化，以減少工安事件。打造工安防護(hù)平臺(tái)，設(shè)立安全工作場(chǎng)所。

圖一 : 5G技術(shù)可確保工廠內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)的IoT設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接與即時(shí)監(jiān)控，分為人、機(jī)、料、法等不同階段，落實(shí)「永續(xù)生產(chǎn)力」特別重視的能源、環(huán)境、安全需求。

華碩5G智慧工廠 跨越1.0~2.0進(jìn)化升級(jí)

其中如華碩電腦智能整合方案部處長(zhǎng)呂文成，進(jìn)一步將自家智慧工廠進(jìn)程區(qū)分為1.0數(shù)位化（Digitalization），電腦化、聯(lián)結(jié)化、可視化； 2.0智慧化（Industry 4.0），透明化、預(yù)測(cè)化、適性化，華碩正處?kù)?.0可視化邁向2.0適性化階段。

前者針對(duì)電子業(yè)PCBA解決方案從原物料開始，涵括：智能倉(cāng)儲(chǔ)、AMR+VMS、生產(chǎn)及廠務(wù)設(shè)備、人臉/行為辨識(shí)、能源管理等開始佈建IoT裝置，採(cǎi)集基礎(chǔ)設(shè)備控制層資料；再上傳打通現(xiàn)場(chǎng)管理層的智慧數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺(tái)。藉此建構(gòu)機(jī)聯(lián)網(wǎng)IoT+OEE、廠務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)FMCS及中央監(jiān)控管理SCADA平臺(tái)，採(cǎi)集機(jī)臺(tái)與廠務(wù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，打造廠區(qū)戰(zhàn)情室、3D設(shè)備可視化系統(tǒng)、與現(xiàn)場(chǎng)管理層應(yīng)用系統(tǒng)。

到了2.0階段開始建構(gòu)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（Data Driven）架構(gòu)和可分析能力，整合工廠流程，建構(gòu)製造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）及現(xiàn)場(chǎng)排程派工系統(tǒng)；垂直打通企業(yè)營(yíng)運(yùn)層（IT）與現(xiàn)場(chǎng)管理層（OT），建立智慧數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺(tái)；導(dǎo)入AI預(yù)測(cè)分析，加速工廠智慧化。

其中由華碩主導(dǎo)開發(fā)的「智能物料搬運(yùn)系統(tǒng)」，係整合自主移動(dòng)機(jī)器人AMR，執(zhí)行產(chǎn)線間物料搬運(yùn)，以及從庫(kù)房到產(chǎn)線的跨樓層搬運(yùn)；物料搬運(yùn)管理系統(tǒng)WCS，則可記錄儲(chǔ)位與物料資訊，實(shí)現(xiàn)以物料為中心的搬運(yùn)管理。現(xiàn)皆可經(jīng)由5G高速傳輸，讓W(xué)CS與AMR可即時(shí)更新物料訊息與搬運(yùn)任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)。

呂文成指出，由於AMR透過(guò)光達(dá)掃描地板時(shí)，經(jīng)常遭遇若工廠走道堆貨品或物料時(shí)，將會(huì)改變場(chǎng)域情境問(wèn)題。如今則可經(jīng)由5G影像導(dǎo)航系統(tǒng)的攝影機(jī)，以高角度拍攝工作走道影像，再透過(guò)5G回傳AI辨識(shí)出地板區(qū)域是否有人、物，以及通過(guò)姿態(tài)估算出人的位置和移動(dòng)方向，即時(shí)產(chǎn)生AMR行走時(shí)的最佳路線圖，或是動(dòng)態(tài)避障的參考。

加上現(xiàn)場(chǎng)排程派工系統(tǒng)（Shop Order Dispatching and Analysis，SODA），主要針對(duì)製造現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際營(yíng)運(yùn)現(xiàn)況，「即時(shí)」將工單任務(wù)分派（job Dispatching），並利用有限資源製造執(zhí)行，所追求的是各工單任務(wù)的有效達(dá)成率和產(chǎn)線設(shè)備、產(chǎn)能資源及作業(yè)效率的適性化調(diào)度。

於其企業(yè)營(yíng)運(yùn)層的「先進(jìn)規(guī)劃排程系統(tǒng)」（Advanced Planning and Scheduling，APS），融入MP物料/CP產(chǎn)能需求規(guī)劃為WO工單（AATP）。呂文成說(shuō)：「如今現(xiàn)場(chǎng)排程派工系統(tǒng)，也成為製造營(yíng)運(yùn)管理的關(guān)鍵。」

目前針對(duì)製造現(xiàn)場(chǎng)數(shù)位轉(zhuǎn)型而打造的排程派工系統(tǒng)，則依照產(chǎn)能、物料、模治具，以及產(chǎn)線特性、作業(yè)人力等影響生產(chǎn)製造的「人、機(jī)、料、法」4大關(guān)鍵要素，可在短時(shí)間內(nèi)找出智慧化、適性化的可行方案。

經(jīng)過(guò)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推演派工計(jì)畫，並採(cǎi)「PDCA」（Plan派工計(jì)畫、Do即時(shí)報(bào)工、Check分析檢核、Act差異調(diào)適），掌控現(xiàn)場(chǎng)人、機(jī)、料、法等製造現(xiàn)場(chǎng)變動(dòng)要素，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、透明、可信任目標(biāo)；最後可依系統(tǒng)提供各項(xiàng)排程法則滾動(dòng)派工，並選擇工單或產(chǎn)線不同視角，呈現(xiàn)派工結(jié)果，進(jìn)而建構(gòu)廠區(qū)戰(zhàn)情室、3D設(shè)備可視化系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)管理層應(yīng)用系統(tǒng)。

搭配AR智慧眼鏡可作為行動(dòng)戰(zhàn)情室，藉巡檢展現(xiàn)機(jī)臺(tái)資訊，人員可透過(guò)第一人視角，隨時(shí)隨地讀取設(shè)備情況並傳送生產(chǎn)資訊、操作手冊(cè)，釋放雙手調(diào)整、維修，或即時(shí)向遠(yuǎn)端專家求助；線頭看板巡檢應(yīng)用，讓機(jī)械設(shè)備即使在線尾，也能掌握產(chǎn)線所有指標(biāo)。以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端協(xié)作，包含培訓(xùn)、維護(hù)、查修等功能。

圖二 : 華碩智慧工廠提供電子業(yè)PCBA解決方案從入料開始，正處?kù)稄?.0可視化邁向2.0適性化階段。（攝影：陳念舜）

導(dǎo)入電子製造業(yè)應(yīng)用 推行瑕疵檢測(cè)方案

呂文成進(jìn)一步說(shuō)明華碩5G+WiFi6工廠智慧化解決方案，係針對(duì)電子製造業(yè)瑕疵檢測(cè)解決方案，在智能倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域包含原料倉(cāng)，可結(jié)合AMR物料搬運(yùn)系統(tǒng)，進(jìn)行SMD元件進(jìn)料/料捲入料檢測(cè)。透過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排程派工系統(tǒng)，整合組裝測(cè)試包裝區(qū)域，包含DIP區(qū)域的爐前/組裝站/包裝站瑕疵檢測(cè)；SMT區(qū)域，進(jìn)行SMT AOI爐後AI覆判；最終再結(jié)合OQC板彎?rùn)z測(cè)、AR智慧眼鏡系統(tǒng)。

且強(qiáng)調(diào)該方案具備：「一張建模，多工檢測(cè)」、「友善介面，快速設(shè)定」、「低漏檢、高精準(zhǔn)」3大特色，包括硬軟體皆為自主開發(fā)為主，採(cǎi)取彈性程式設(shè)計(jì)，方便依照客戶環(huán)境參數(shù)設(shè)定或修改；使用少量樣品即可訓(xùn)練AI模型，大幅減少人力及檢測(cè)時(shí)間，達(dá)到零漏檢率（underkill Rate）、過(guò)殺率（overkill Rate）＜10%，將有效減少重工、提高生活品質(zhì)，甚至即時(shí)反饋R&D改良設(shè)計(jì)。

圖三 : 5G+WiFi6工廠智慧化解決方案，係針對(duì)電子製造業(yè)瑕疵檢測(cè)解決方案，將達(dá)到零漏檢率（underkill Rate）、過(guò)殺率（overkill Rate）＜10%目標(biāo)。（攝影：陳念舜）

5G專頻專網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用擴(kuò)散 傳產(chǎn)雲(yún)端戰(zhàn)情室再進(jìn)化

值得一提的是，目前除了電子、科技業(yè)大廠之外，目前臺(tái)灣傳產(chǎn)中小企業(yè)也在軟體、系統(tǒng)整合商，以及官方、公協(xié)會(huì)主動(dòng)協(xié)助下逐步引進(jìn)5G AIoT擴(kuò)散應(yīng)用。

其中如GoodLinker谷林運(yùn)算2024年首次展示「5G MR 食品加工生產(chǎn)雲(yún)端戰(zhàn)情室」使用情境，可讓參觀者戴上MR頭盔就彷彿走入虛擬觀光工廠，並由虛擬機(jī)器人帶領(lǐng)，沉浸式體驗(yàn)認(rèn)識(shí)攪拌、水煮成型、X光檢測(cè)等關(guān)鍵製程，參觀者直接用手勢(shì)就能進(jìn)行互動(dòng)，浮現(xiàn)即時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及操控選單。

谷林運(yùn)算執(zhí)行長(zhǎng)馮輝譯表示，由該公司所提供的產(chǎn)業(yè)服務(wù)定位在解決各種設(shè)備數(shù)據(jù)擷取難題，包含「綠色機(jī)聯(lián)網(wǎng)OT工程顧問(wèn)服務(wù)」擅長(zhǎng)蒐集製造參數(shù)或 ESG 碳盤查數(shù)據(jù)，鞏固製造業(yè)數(shù)位化基礎(chǔ)設(shè)施。

數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用則包括「企業(yè)雲(yún)端戰(zhàn)情室」，以協(xié)助作業(yè)員能自動(dòng)準(zhǔn)確即時(shí)報(bào)工，設(shè)備狀態(tài)及參數(shù)即時(shí)及歷史數(shù)據(jù)留存、異常警報(bào)，並加入生成式 AI 營(yíng)運(yùn)報(bào)告功能。馮輝譯認(rèn)為：「雖然過(guò)去部份企業(yè)已有儀表板和戰(zhàn)情室，但現(xiàn)在透過(guò)5G MR 技術(shù)結(jié)合真實(shí)與虛擬世界，就能打造出企業(yè)專屬的沉浸式戰(zhàn)情室，再結(jié)合綠色機(jī)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，可望協(xié)助業(yè)者快速實(shí)現(xiàn)數(shù)位化升級(jí)。」

機(jī)械設(shè)備業(yè)更早已投入與數(shù)位發(fā)展部數(shù)位產(chǎn)業(yè)署合作推動(dòng)「5G專頻專網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用擴(kuò)散計(jì)畫」，包括線性傳動(dòng)元件大廠精浚科技（STAF）與機(jī)械公會(huì)（TAMI）合作辦理「5G工廠AI與MR應(yīng)用建置計(jì)畫」。

其中精浚除了為優(yōu)化生產(chǎn)製程而導(dǎo)入「智能撿料」，經(jīng)由MR眼鏡結(jié)合WMS系統(tǒng)，以提升撿料效率及庫(kù)存進(jìn)出貨之精準(zhǔn)度；透過(guò)數(shù)位影像式品檢，利用5G高頻寬、低延遲、廣連結(jié)特性，落實(shí)智慧製造，大幅提升組裝與包裝流程的精準(zhǔn)度、改善並提升原有作業(yè)流程效率；同時(shí)利用最精簡(jiǎn)的人力，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

精浚科技公司總經(jīng)理張若軒表示，因應(yīng)建置智慧工廠，未來(lái)將全面加強(qiáng)資訊管理，以資訊條碼化、數(shù)位化、即時(shí)化為主軸，通過(guò)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)將供應(yīng)商來(lái)料資訊及相關(guān)單據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)位化條碼，只需掃描QR Code即可快速串流相關(guān)資訊倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，收貨、領(lǐng)退料、出入庫(kù)及出貨等資料並同步至ERP。

另外通過(guò)製造執(zhí)行系統(tǒng)及機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將工人的工時(shí)、機(jī)器開工時(shí)間、物料來(lái)源及數(shù)量、產(chǎn)品良率等資料數(shù)位化，可透過(guò)戰(zhàn)情看板，隨時(shí)視察廠內(nèi)的生產(chǎn)狀況。進(jìn)一步利用5G企業(yè)專網(wǎng)快速傳輸加上AI即時(shí)影像辨識(shí)，可在組裝/包裝工站發(fā)生異常時(shí)，即時(shí)示警及時(shí)修正，並將相關(guān)數(shù)據(jù)作?提升產(chǎn)能的分析參考資料。

圖四 : 谷林運(yùn)算2024年首次展示「5G MR食品加工生產(chǎn)雲(yún)端戰(zhàn)情室」使用情境，可讓參觀者戴上MR頭盔直接用手勢(shì)就能進(jìn)行互動(dòng)，浮現(xiàn)即時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及操控選單。（source：谷林運(yùn)算）

未來(lái)還將利用MR眼鏡來(lái)進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理，掃描QR Code確認(rèn)工單/物料，再利用地圖導(dǎo)航功能指引人員取料儲(chǔ)位。維修新手也可憑藉MR眼鏡遠(yuǎn)端連線到老師傅，透過(guò)5G通話、即時(shí)影像及截圖標(biāo)記等功能協(xié)助維修指導(dǎo)，並將維修過(guò)程錄影存檔，可供後續(xù)人員重複觀看學(xué)習(xí)及訓(xùn)練。

為了進(jìn)一步強(qiáng)化管理效率及技術(shù)傳承，精浚還在自家新廠作業(yè)場(chǎng)域內(nèi)建置5G專頻專網(wǎng)連線，強(qiáng)化廠內(nèi)網(wǎng)路連結(jié)，並直接使用MR眼鏡為載體，導(dǎo)入遠(yuǎn)距教育訓(xùn)練。讓現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維修人員與老師傅直接連線溝通，遠(yuǎn)距指導(dǎo)設(shè)備維修，使Domain Know-How可無(wú)縫接軌、經(jīng)驗(yàn)傳承零時(shí)差，還可將每次維修以數(shù)位方式留存紀(jì)錄，加強(qiáng)作業(yè)管理，員工並可經(jīng)由反覆練習(xí)，提升技術(shù)水準(zhǔn)及動(dòng)作的準(zhǔn)確度。