工研院技轉智慧製造技術 3年逾上億元　 朝向工業4.0 助企業打入國際供應鏈

台灣的機械廠商有96%為中小企業，除了受限於研發能力、資金等挑戰外，製造業少量多樣、品質提高、交期短、缺工現象等更是亟須解決的痛點之一，推動數位化轉型，朝向「工業4.0」的方向邁進，更需要產業與公部門之間的鼎力合作。

工研院此次獲得「績優技轉獎」的「智慧製造系統關鍵技術開發計畫」，便是期盼能以技轉智慧製造技術的方式，協助企業打入國際供應鏈，並解決中小企業與資通訊系統接軌困難的痛點，提升資訊軟體、資料分析與系統整合方面的能力，提供產業共通性平台，未來能掌握高性價比的核心自主關鍵技術，協助各個大、中、小型製造業的升級轉型。

製造業生產型態驟變
靈活、提高生產效率是重點

工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生提到，未來全球製造業的生產型態逐漸從傳統標準化、大規模量產模式，轉型為少量客製化、彈性生產製造模式。這對製造業而言，必須因應產品生命週期不斷縮短，多樣化產品規格，提升製造靈活性以及生產效率。

目前產業強調的「客製化」帶來少量多樣、彈性快速生產的製造模式，以自動化生產方式，結合設計模擬、製程模擬、快速檢測技術、巨資分析與決策等技術所構成之虛實製造回饋，將可協助產業發展適用少量多樣化且生產良率高的生產系統，成為國內產業實現未來產品的重要技術之一，可提升產品競爭力，擴大全球市占率，帶動人均產值與產業鏈整體產值提升。

依據智慧機械方案三層架構SaaS、PaaS、IaaS等，針對產業需求發展智慧製造技術所需關鍵SaaS模組化及導入NIP之PaaS平台，達成雲端化投入SaaS層的5項聚焦產業，所建立的虛實整合系統（CPS）與巨量分析專業加值服務SaaS模組等關鍵技術，結合所建構PaaS層公版聯網平台，與異質網路整合應用至各產業領域，透過廠商實際場域進行智慧製造產線技術驗證，加速國內製造業導入發展的共通性平台與應用技術，協助各式大中小型製造業升級轉型。

這也顯示製造業者迫切需要能提供匯入資料、資料分析、機器學習、模型開發及營運支持可視化之共通平台，乃至模擬／建模、檢測、預診、補償精度、製程等共通需求。

PCB-場域驗證

建立一致化標準

盼機台設備的數位分身能講「共同語言」

舉例而言，若製造業能透過數位化順利轉型升級，如廠商第一線業務人員，在與客戶溝通接單時，可以透過資訊技術（IT）和操作技術（OT）的資訊整合，用平板電腦連結至製造現場，所得資訊讓業務可以對交期掌握度更高，更隨時掌握製造現場的成本控管，因此發展出整合製造現場與銷售端的共同資料平台技術，企業將運行得更有效率。

但是，最大的難題是每一個設備機台都不一樣，因此在製造技術端，需建立平台與技術的一致性，甚至如同網路系統的www形成全球一致標準，在系統建構上能更加整合、更有效率。

重點是讓每一項製造現場的機台設備講「共同的語言」，像是工具機與塑膠射出機台在個別領域上講一樣的語言，產生標準化的成形過程，整合起龐大資訊。更上一個層次就是在語言之外，這些設備機台存在於數位空間之內，又該如何描述，由於機台是實體的東西，若跟資通訊系統結合時，也需有共同語言描述機台，猶如有了「目錄」一樣，存有許多銷售、使用、運行上的相關資訊。

在開發技術的過程中，要創造虛實整合的環境，每項機台必須有一個「數位分身」存在於數位空間內，透過虛實整合系統（CPS），將設計與製造流程串接起來，無論業務人員販售機器，或是維護機台時，就可以用遠端監控的方式連結，進而模擬機器運行的狀況。

胡竹生舉例，例如未來業務人員賣設備給其他業者時，不用先看到實體設備，而是透過一項技術平台先看其機台設備的數位分身，購買新機台時，也能從描述裡先獲取更多資訊，並在數位空間模擬完整模擬整個加工過程中的製程特性與動態，修改系統也更知道從何下手。

像是傳統製造工廠裡的老師傅，在製造現場時有很多技術性細節全憑經驗，未來只要透過模擬就能精準預估時間，增加其附加價值，並解決資訊整合度不足、經驗待系統化的問題。

目前市場上是否有類似的解決方案？胡竹生表示，在工業4.0的驅動下，智慧化不外乎是自動化設備、物聯網、大數據及雲端計算等技術結合等概念。但是，業者通常是純資訊與通信科技（ICT）背景，主要以數據化為基礎，建構智慧化產品、智慧化生產、智慧化設備等製造流程，提升製造效率，降低生產成本等。

製程物聯網與異質網路整合應用平台展示

結合多個法人機構

產業端已大量應用

透過工研院此項計畫，整合資訊與通信科技與製造Domain Knowlede團隊，帶動台灣製造業數位轉型。目前已整合工研院機械所、電光所、資通所、智機中心以及資策會、金屬中心、紡織所等團隊，帶動PCB、工具機、運具、扣件、紡織等產業邁向智慧製造。像是機械所結合資通所NIP平台與運具SaaS模組應用，導入運具零組件業者，如福華明鏡、高鐵工業、烈光、漢翔、般若等，整合Domin knowlede與資訊及通信科技與製造技術，邁向工業4.0與國際接軌，並與系統整合業者如盟立、亞太等合作推動技術擴散。

機械所也結合電光所、資通所導入PCB產線應用，包括欣興、敬鵬、燿華3家廠商，形成領頭羊並促成系統整合廠商如研華、迅得，技術已擴至PCB產業供應鏈。

在技術授權方面，也協助設備業者高值化轉型，加速產業智慧化，除了PCB外，工具機、運輸載具零組件、金屬扣件及紡織等產業領域，及新興雷射積層之應用服務內容多樣化，已擴散至中小企業應用，協助廠商導入製造智慧化。

更積極與台灣電路板晶會（TPCA）推廣PCBECI聯網通訊工具包，透過公協會加速擴散PCBECI導入應用於PCB產業及其相關產業。截至目前為止，累計技轉與服務收入已達1億5千萬元。

未來，工研院機械所團隊將持續建置CPS技術模組，開發品質指標量測、智慧監控技術、生產狀態可視化、製程回饋控制等，提升產品品質。將結合國內重要公協會合力推動，以建立國際領先開放式智慧機械雲平台使用社群與生態聚落。

技術特色

1. 技轉成績斐然  

109年度技術移轉45件，含以前年度簽約共58件，技術移轉收入數3,631萬元，約占計畫經費16.3%；106至109年度「全程技術移轉」170件，技術移轉收入數1.59億元，約占計畫經費15.5％。

2. 促成兩家新創公司的成立  

促成聯達智能股份有限公司、奕馬資訊有限公司等兩家新創公司成立，協助控制器業者轉型SI，促成衍生新創公司聯達智能，提供系統整合商（SI）自動化與智慧化系統方案，滿足SynFactory加工業者的需求。聯達智能已於中國大陸、東南亞等地佈局達35個以上之據點提供服務。

2020年11月投資1.6億元成立新創公司奕馬資訊，協助製造業建立IIOT資訊系統，初期以PCB產業為主，持續擴散至半導體及光電產業與國內IPC業者軟體授權或技術合作，共同開發IIOT產品，截至目前已擴散8大產業（設備業者、水五金、紡織、PCB等），聯網超過200種不同製程設備。

3. 讓紡織業大幅縮短資訊時間落差及排程時間

應用網實整合戰情室及跨廠智慧生產排程，縮短50%的資訊時間落差及20%排程時間，有助於縮短交期，且可加速新布種開發過程，使廠商可爭取高毛利差異性布種的訂單，如軍警、消防、防疫等紡織品。像佳和實業與嘉裕西服、神采合作，供應空軍服布料金額達10億元，於110年Q2開始出貨。

虛實整合應用──紡織產業功能示意圖

成功心法

以網宇實體整合跨領域應用解決方案，強化專業人才發展，特別是CPS系統整合與巨資分析應用服務技術。CPS系統整合應用技術將分別於「PCB製程瑕疵肇因巨資分析與回溯技術」、「工具機製程效率回饋巨資分析技術」、「運具製程CPS品質監控與分析回饋技術」、「扣件製程CPS故障感知與預診技術」、「紡織跨製程CPS參數最適化技術」等子項研發，並透過PCB、工具機、運具載具零組件、金屬扣件與紡織等產業進行技術驗證。

同時也藉由開放應用程式介面、營運支援功能的輔助與自動軟體測試工具，大幅縮短物聯網應用開發所需之人力和時間，加速網宇實體整合製程優化、自動化設備精進以及產業鏈服務平台之物聯網應用發展。

虛實整合應用-運具產業功能截圖