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經濟部工業局局長呂正華

以智慧機械推動產業升級

採訪/林振輝、施鑫澤 文/林裕洋

目前經濟部已針對智慧機械與製造廠商開設人工智慧專班,期望協助台灣製造業趕上運用AI科技,加值傳統產業智慧製造的能量。




隨著歐、美、日等先進國家,長期陷入經濟不振、失業率持續攀升的窘境,可創造大量工作機會的製造業,近來又重新獲得各國的重視。因此,當德國政府在2013年喊出工業4.0的口號後,隨即引起中國、日本、韓國、台灣等國家的仿效,期盼運用資通訊科技協助製造業升級,生產客製化產品,進而在國際市場上取得競爭優勢。
融合機器人、物聯網、大數據、CPS虛實整合、精實管理、3D列印、感測器等智慧技術的工業4.0,最大特色在於將智慧技術融入精密機械之中,方便製造業能透過智慧化產線,達成提供創新、品牌及客製化或智慧化的產品與服務。鑑於智慧機械在智慧製造中扮演極為關鍵角色,所以在行政院也將該項目列入「五加二」產業創新計畫中,藉此達成推動台灣產業轉型升級的目的。
經濟部工業局局長呂正華說,過去幾十年來,臺灣製造業以高效率在全球供應鏈中扮演重要角色,尤其機械產業具備群聚優勢,其上、中、下游供應鏈緊密串連,已形成健全衛星體系,也讓台灣工具機產業能夠在國際市場中取得競爭優勢。在工業4.0趨勢中,智慧機械扮演著推動智慧製造的重要關鍵,於是行政院在2016年7月第3507次會議中,通過智慧機械產業推動方案。我們推動智慧機械產業發展的目標,是要將智慧技術融入精密機械中,並強化產官學研的資源整合,建立智機產業生態體系,加速推動重點產業導入智慧化生產,創造台灣整體產業成長新動能。

成為全球智慧機械之都 三大策略著手

為加速推動台灣精密機械產業聚落成為全球智慧機械之都,在行政院智慧機械產業推動方案中,將以精密機械產業推動成果及資通訊科技能量為基礎,導入相關智慧技術,採取連結在地、連結未來、連結國際等3大策略。至於做法部分,將以打造智慧機械之都、整合產學研人才能量、提高中小企業數位化能力、打造標竿企業智慧化能量、強化與歐美日技術合作,及推動新南向國際市場產業合作等六大作法。
在推動跨領域人才培育部分,目前已整合27所大專院校成立智慧機械大學聯盟,並建置智慧製造試營運場域,鏈結智慧機械大學聯盟培育人才,目前虎科大、三菱、達梭、西門子及洛克威爾等單位將於107年陸續進駐。此外,行政院也成立智慧機械人培/研發應用中心,配合產業需求開設智慧機械學程,培育在學及在職人才,藉此達到強化地方與中央、以及跨部會整合。另外,也透過進行建置智慧機械園區及水湳展場、協助中小企業建立系統、聯網數位化,並強化國際合作,使臺灣從精密機械升級為智慧機械。
呂正華指出,智慧機械產業推動方案的策略意涵,包含智慧機械產業化與產業導入智慧機械化。在智慧機械產業化部分,是以設備機械製造者為主,旨在促使機械設備製造業者投入深化智慧機械、自主技術、中長期布局與產品創新,並發展以解決方案為基礎之智慧機械設備產品或服務,以建立我國智慧機械產業生態體系。至於在產業導入智慧機械化部分,則是以智慧機械的終端使用產業為主,善用台灣既有的電資通訊產業優勢,加速智慧機械產業供應鏈體系智慧化與合理化,以減緩勞動人口結構變遷壓力,加速人力資本累積,同時創新產業生產流程並大幅提高生產力。

擴大政策廣度 協助中小企業升級

儘管臺灣機械產業泰半以中小企業為主,也有不少在國際市場有亮眼表現的國際級廠商,因此行政院在推動智慧機械產業時,主要以兼顧大企業的高度、中小企業的廣度出發。在廣度部分,著重於開發自主技術,建立系統整體解決方案,以提高中小企業數位化能力。簡單來說,即是協助中小型廠商在生產過程導入數位化,使其由工業2.0升級至3.0,以達到大幅提升產能、滿足業者所需。
由於機聯網是導入智慧化的第一步,目前行政院已依產業公協會提出之需求,透過建置智慧機械機上盒(Smart Machine Box, SMB)及公版聯網服務平台(National IoT PaaS, NIP)。透過兩大面向共同建構智慧機械雲端,並由政府相關單位協助開發各產業國產感測器,或引薦國內外合適的感測器製造商,以利相關業者使用。
「目前主要推動作法部分,首先是輔導中小企業導入智慧機上盒(SMB),其次則為建構公版聯網服務平台(NIP),業者可依其需求,自行挑選應用之功能模組,後續可再持續擴增;同時也將與智慧機上盒SMB整合,創造最大效益。」呂正華指出:「第三點則是規劃辦理智慧機械金質獎甄選,以發掘標竿企業,建立產業典範樹立國內產業發展之指標。第四點則是 推動公協會發展產業白皮書,如協助機械公會編撰智慧機械產業白皮書,以期達成「2025年臺灣機械產業產值達到新臺幣2兆元」之願景目標。」
以協助盈錫精密螺帽智慧工廠導入SMB為例,在將6個廠區150台設備聯網,並進行生產管理數位化、建立機台監測與預診系統後,該公司可即時追蹤生產狀況並提升產品品質,導入後人均產值提升10%、設備稼動率提升20%、產品良率提升7%。

提高政策高度 打造產業標竿

在智慧機械產業推動方案的高度部分,則是打造標竿企業智慧化能量,建構北中南試煉場域,複製擴散帶動整體產業升級轉型。簡單來說,協助已經達到生產線數位化的大型廠商,加速推動其邁入智慧製造,使其由工業3.0邁向4.0的階段,並透過示範場域的建立與辦理示範觀摩,加速產業擴散效益。
前述策略具體作法,包含推動主題式研發計畫,來建立單機、整線、整廠智慧化系統整體解決方案、推動產業領航計畫,協助重點產業導入智慧製造進行智慧化生產,以及建構產業聚落試煉場域。在建置智慧機械創新亮點示範案部分,已協助德大、協鴻、東元等重點產業公司,建置多達15個亮點示範案例,藉由推廣觀摩促進複製擴散,帶動台灣機械全面升級。
呂正華解釋,至於推動產業領航計畫打造智慧機械標竿方面,則訴求推動具指標性之需求者,與國內解決方案提供者及學校合作,含水五金/手工具(生產數位化)、航太(複材加工、結構件供應鏈)、汽機車零組件(彈性生產)、塑橡膠機(鞋材智慧產線)等產業。目前已在2017年底完成簽約執行,計畫結束後3年內預計帶動投資新臺幣11.9億元,增加產業產值新臺幣62.04億元。

打造智慧典範 協助產業升級

行政院推動以領航計畫打造智慧機械標竿,其核心是由市場需求帶動產業價值鏈發展,促成產業與國內的解決方案供應商、學校合作,以加速智慧製造導入產業應用,達成建構智慧工廠、培養跨領域人才,乃至於建立產業標竿與典範移轉,提升整體解決方案能力的目的。目前,已協助包括航太、汽機車、水五金/手工具、塑橡膠等4大領域之6家領航企業體系,打造智慧典範產線的目的。
以航太複材智慧製造產創領航計畫為例,即結合喬崴進、公準設備商,與盟立自動化等供應鏈廠商能量,提升複材製造能量、透過大幅簡化作業,以高效率製造高精度零件搶攻國際航太訂單,預計每年增加產值10億元以上。至於水五金及手工具產業智動化計畫部分,以上銀整體解決方案,建立隴鈦、勝泰水五金產業與銳泰、伯鑫手工具產業加工、檢測、包裝等數位化生產能力,預計可縮短交貨時間20%、減少產品缺陷15%、減少紙本工作30%。
呂正華說,汽車製造也是台灣很重要的產業之一,在汽車智慧製造暨供應鏈品質推升計畫方面,以六和機械機器人解決方案,建置共享板金監控產線,打造福特六和4款車型混線生產線,可將開發時間由3個月縮短為1.5個月、鈑金件量測時間1800秒降為120秒,產品開發由8個月縮短至5個月,大幅提升國際競爭力。

運用AI技術 加值傳統產業

為協助台灣產業升級,科技部預計在5年內投入50億推動AI創新研究中心計畫,並成立4個AI創新中心,其中設在國立清華大學的人工智慧製造系統研究中心,推動人工智慧於智慧製造的前瞻技術開發及產業應用,協助AI產業化和產業AI化, 培養人才,協助台灣產業升級轉型。 
現階段智慧製造之SaaS模組,係以各產業老師傅經驗所建立之演算法,進行大量的資料分析。而AI加值重點產業智慧製造體系,則是應用演算法發展AI關鍵模組,再結合傳統產業的專業知識,發展智慧檢測、智慧加工、智慧排程等,具備自主學習與持續精進的AI應用服務模組,讓演算法能透過大量資料分析技術協助,達到持續優化的目的,也是值得各產業CIO關注之趨勢。
呂正華說,產業導入AI之發展情境效益可分兩點,首先短期目標為人機協同,可促成現場作業員結合自動化設備協同作業,改善員工作業環境,同時提高生產效率與產品品質。至於長期目標為供需互聯(C2M),智慧生產線可生產客製化商品,並即時掌握不同客戶偏好,並透過資訊串聯強化供應鏈管理;消費者可用合理的價格,購買客製化商品,並提升後續售後服務內容。
此外,有感於台灣產學之間的鴻溝難以跨越,高階人才缺乏及外流,以及科技創新系統之滯結,目前經濟部結合臺灣人工智慧學校,針對智慧機械與製造廠商開設人工智慧專班,期望能夠吸引台灣製造業派員前來上課,以趕上運用AI科技加值傳統產業智慧製造的趨勢。

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