Latest updates‎ > ‎

高聖精密機電執行長吳迎帆

高聖運用AI 預測帶鋸健康狀態

採訪/施鑫澤 文/林裕洋 刊期/107.09

早在2013年,高聖精密機電即投入開發智慧帶鋸機的研發工作,透過AI的導入後,現在可以讓客戶在使用帶鋸機過程中,較清楚知曉何時可以換新帶鋸,以避免損失。



在資訊產業蓬勃發展下,台灣工具機產業也跳脫價格取勝的傳統銷售模式,逐漸在國際舞台上展露頭角。為打造台灣成為全球「智慧機械之都」,經濟部於2016年開始,以「連結在地、連結未來及連結國際」3大策略主軸,推動「智慧機械產業推動方案」,期藉由強化產官學研的資源整合,建立智慧製造解決方案及國際合作拓展外銷,打造全球「智慧機械之都」。
然而早在此之前,不少工具機產業即看到智慧工具機的趨勢,開始將資通訊技術融入工具機之中,且備受各界客戶肯定。如備受行政院前院長張善政關注的高聖精密機電,即在2015年推出融合大數據、人工智慧等先進技術 智慧帶鋸機床,也讓該公司在2017年5月受邀到受邀至芝美國加哥國家實驗室(DMDI),展出能運用數位科技提高效率與減少材料浪費的智慧機械設備。
高聖精密機電執行長吳迎帆說,高聖精密機電是經濟部工業局發展智慧機械的12家示範廠商之一,我們早在2013年即投入開發智慧帶鋸機的研發工作。當時,公司觀察到客戶在使用帶鋸機過程中,往往因不知道材料什麼時候切好,或帶鋸使用過中是否會斷掉,因此現場人員要隨時關注機台運作狀況。此狀況,促使我們投入開發新世代產品的工作,也催生智慧帶鋸機的問世。

關注客戶需求 提供客製化服務

成立於 1976 年的高聖精密機電,主要以生產帶鋸床為主的各種金屬加工設備為主。該公司運營總部位於臺灣新竹,主要負責新專案研發與設備生產工作,並致力於技術創新和工藝改革,為客戶創造更高效節能的生產環境。在銷售方面,目前市場已拓展至全球80多個國家,受到各大知名企業的認可與支持,如西門子、TE電器、挪威克朗、波音等國際型企業。
為滿足企業成長需求,高聖精密機電在2004 年成立台中工廠,結合當地完整的加工與運輸鏈擴大生產規模,產量已達到 82000台以上的規模,且不斷持續向上提升中。該公司具有研發從 200mm到2000mm等各式鋸床的能力,產品種類多達130種以上,能按客戶的需求設計高效率的產品,產品均擁有 ISO-9001 認證,確保銷往全球各地機器的品質及可靠性。
高聖精密機電在1989年透過成立美國公司-Cosen Saws,深耕美國市場,經銷點遍佈全美州,目前為美國市場市占率前三大供應商。該公司成功關鍵,在於可透過專業技術人員協助,能夠為客戶提供在地化服務,因此多年來與美國客戶共同研究開發80餘種機型。
吳迎帆指出,高聖精密機電鋸床有超過65%都銷售到歐美市場,且以多款機型可滿足不同產業應用需求,如建置房屋所需的鋼骨、汽車業、軍用艦艇、客機等等。為達成確保迅速交貨、減少零件的生產延誤,我們本身擁有超過 85%零件庫存,並且能在第一時間提供的問題解決方案,才能在競爭激烈市場中取得領到地位。

領先德國、日本 投入智慧帶鋸機研發

在眾多工具機之中,帶鋸床是製造商品的第一步,其用途是把送原料依照產品或後台機械,切成適當的形狀,以便能夠行後續的精密加工。換句話說,帶鋸床是機械相關產業最基本的機器設備,當原料的裁切精密度高,被浪費材料自然就少,否則即便工廠有各種精密設備,若前端鋸床無法將材料切好,工廠就無法維持運作。
由於帶鋸機在切割材料過程中,帶鋸壽命通常隨著使用時間日常的逐漸損耗,若不適在適當時間更換,勢必會造成材料加工效率和品質下滑,因此必須在磨損到一定程度時進行更換。在此狀況下,現場管理人員必須在數十台、上百台設備之中穿梭,隨時注意材料切割過程中的狀況,才能在刀片壽命終了的第一時間進行更換,避免發生材料品質受到影響的狀況。
「由於帶鋸壽命有很大的不確定性,通常會隨著加工參數、材料種類、材料形狀而改變,因此幾乎很難預測帶鋸的使用壽命,只能仰賴現場管理人員的經驗。」吳迎帆解釋:「高聖精密機電一直向客戶需求放在最前面,為協助用戶解決此種問題,我們在2013年成立新部門,並透過與美國辛辛那提大學特聘講座教授李傑的合作 ,共同研發能預測帶鋸何時會故障的智慧預測系統。」
值得一提,目前該部門已獨立成為一家公司-邁克邏輯(MechaLogix),訴求能夠幫助客戶提升信心、遠見、和成本管理,並透過累積多年的數據分析和智能算法,能達成為客戶提升競爭優勢的目標。且由吳迎帆直接領導。

科技部專案補助 催生智慧帶鋸機

工業4.0即是訴求在傳統設備中加入感測元件、通訊元件,透過設備彼此串連的方式,大量收集生產過程中的資訊,得以精準掌握生產流程的狀況。此外,可進一步透過後台的人工智慧平台,分析設備運作過程之間的各種參數,以便在設備即將發生故障之前,預先進行維修與更換故障零件,以達到提高產品良率、維持產線持續運的目標。
2013年高聖精密機電在科技部協助下,投入研發的高精帶鋸床健康預測關鍵技術,在啟動打造智慧預測系統之初,工業4.0概念尚在萌芽階段,市面上並沒有相關案例可以參考。為達成該目標,團隊開始在機器多個地方加入感測器,透過感測器蒐集加工過程中的各種資料,從鋸子受力狀況,記錄、分析、回報並預測健康狀況,讓客戶從遠端管理平台就可掌握機台的健康以及材料切削進度。
初期團隊在可能發生問題的部分,安裝多達11個感測器,作為設備產品品質改進的參考,同時自行開發帶鋸壽命衰退分析與預測演算法模組,實現帶鋸機的智慧化升級,為客戶提供機器生產力管理服務。現今,在帶鋸機品質持續提升下,設備內部安裝感測器已縮短至3個,即可滿足預測系統之用。
高聖精密機電資訊室主管張鴻昌說,現在市面上有很多AI演算法可使用,企業要將人工智慧融入商業流程的難度較低。但是回顧2013年,當時我們只能選擇以當時的技術進行研發,雖然當時大家都沒有能自行研發經驗,但是我們透過分工合作的方式,逐步完成該非常重要的專案,也讓公司順利朝智慧機械的目標邁進。

智慧帶鋸機驚豔全球 抗衡日、德等對手

若從全球工具機產值來看,中國在因為內需市場龐大下,超越德國、日本等國家,成為排名第一名的國家。但是若從工具機功能、品質與單價分析,德國、日本向來在高階設備保有領先地位,台灣則在中階市場有極為強大的競爭力。然而隨著高聖精密機電在2015年推出全球首款智慧帶鋸機後,隨即榮獲美國鋼鐵中心評比為切銷服務品牌第一名,也坐穩美國前十大品牌的寶座,躍進國際先進製造之列。
不光如此,2016年高聖精密機電接連在德國斯圖加特金屬加工業展(AMB)、日本國際工具機展覽會(JIMTOF),產出多款智慧帶鋸機產品時,除在現場吸引眾多客戶為館之外,更讓日本競爭對手派出20幾個人的團隊,直接到攤位前探查該款設備的功能。該款產品打破以往台灣工具機不及日本工具機的刻板印象,能夠對感測元件收集而來的資料進行即時分析。
該設備在辨識別當前的工件資訊和工作情況參數之餘,也會對振動信號和監控參數進行健康特徵分析。最後並將分析結果呈現在中央管理介面上,讓管理人員可透過智慧型手機掌握設備使用壽命的狀況。此種先進功能,領先日本、德國等競爭品牌的功能不少,自然讓競爭對手感到極大的壓力,也吸引日本工業新聞大篇幅的報導。
吳迎帆指出,回顧當時,技術人員在向客戶介紹各項功能時,可明顯感受到競爭對手正圍繞在旁查探,但迫於形勢只能回應日本客戶的疑問。其實從另個角度來看,該產品吸引競爭對手關注,也代表高聖精密機電在2013年啟動的智慧專案非常正確,讓我們產品具備與日本、德國品牌抗衡的實力。

推出智慧服務雲 協助客戶規劃生產計畫

高聖精密機電自行研發的高精帶鋸床健康預測關鍵技術,最大特色在於會使用巨量資料分析工具搭配人工智慧技術,針對感測器收集來的資料進行分析,如找到帶鋸健康特徵、工藝參數和加工品質之間的關係,進而建立不同健康狀態下的動態工藝參數模型,此模型能在保障加工品質的前提下,達成延長帶鋸的使用壽命,為客戶省下設備的使用成本。
不僅如此,高聖精密機電也進一步開發智慧雲服務平台,可為使用者提供客製化的機器健康與生產力管理服務。當每一台機器的運行資訊都傳送到雲端平台後,管理人員可在電腦或智慧型手機上,查詢各個關鍵零組件的健康狀態、帶鋸衰 退情況、加工參數匹配性和品質風險等資訊。此外,業者還可根據生產任務的自訂生產計畫,避免現場人員經驗不足而影響到商品生產過程中的不確定性,同時讓帶鋸的使用壽命也得以提升。
吳迎帆說,目前高聖精密機電已從單純鋸床設備的提供者,轉型成為透過人工智慧技術,針對設備進行健康預測的服務提供者。隨著全球工具機市場競爭日趨激烈,未來我們會持續投入創新研發工作,讓公司能夠迎接來自四面八方的挑戰。                                   
Comments