經濟部工業局副局長楊志清

推動智慧機械 實踐產業升級

採訪/施鑫澤、林裕洋 文/林裕洋 刊期/2019.02

智慧機械推動辦公室以中彰雲嘉地區為核心,精密機械、資通訊科技能量為基礎,建構臺灣智慧機械產業新生態體系,打造全球智慧機械之都。

經濟部工業局副局長楊志清說,工業局落實推動智慧機械產業推動方案,主要是以連結在地、連結未來、連結國際等3大策略,建構臺灣智慧機械產業新生態體系,進而創造臺灣機械產業下一波成長動能。

在德國政府推動的工業4.0浪潮下,智慧機械引領製造產業轉型已是全球趨勢,根據拓墣產業研究所的研究報告指出,2018年全球智慧製造及智慧工廠相關市場規模達2500億美元,成為全球積極搶進的市場。因此,2016年行政院已將「智慧機械」產業列為驅動臺灣下世代產業成長的核心產業之一,透過成立智慧機械推動辦公室方式促進產業升級,並以連結國際之策略,推動與歐美日等先進國家的智慧機械產業進行國際交流。

在2018臺灣國際工具機展(2018 TMTS)期間,智慧機械推動辦公室即促成達明機器人與德國ATLANTA Antriebssysteme E. Seidenspinner GmbH & Co. KG簽署產銷合作MOU,亞太菁英與德國Siemens簽署技術合作MOU,邁鑫機械與德國IGUS簽署工業4.0合作備忘錄等等。期望藉由臺、德雙方在智慧機械產業之合作,掌握工業4.0的脈動,提升臺灣智慧機械產業的國際競爭力,並深化臺德合作以開拓全球智慧製造市場。

經濟部工業局副局長楊志清表示,工業局落實推動智慧機械產業推動方案,主要是以連結在地、連結未來、連結國際等3大策略,建構臺灣智慧機械產業新生態體系,進而創造臺灣機械產業下一波成長動能。臺灣工具機產業在國際市場原本已相當具競爭力,在智慧工廠風潮席捲全球下,工業局更極力透過引進國際技術與資源的方式,全力提升機械產業朝智慧化邁進,進而達成加速臺灣精密機械提升至智慧機械的層次。

就近服務產業聚落

提供技術服務與資源

為加速五大創新產業政策推動,協助臺灣產業實踐升級轉型以適應全球產業變化,在考量臺灣機械產業及聚落特性與需求,2017年2月7日經濟部與臺中市政府攜手在臺中成立智慧機械推動辦公室,齊力落實智慧機械產業推動方案的決心。鑑於中臺灣擁有智慧機械、航太、工具機與關鍵零組件等產業群聚優勢,所以該計畫以臺中、彰化、雲林、嘉義等中部地區為核心,以過去精密機械推動成果及臺灣資通訊科技能量為基礎,透過整合中央與地方資源的方式導入相關智慧技術,建構臺灣智慧機械產業新生態體系,期能建構智慧機械產業平臺,打造全球智慧機械之都。

智慧機械推動辦公室轄下共分三個組,分別為推動產業導入智機化的產業智機組、建立智機產業生態系的智機產業組、強化國際合作市場的國際事務組,達成連結在地、連結未來、連結國際等3大目標。其中,產業智機組主要任務為公協會跨域媒合、跨域人才培育、典範產線建置與觀摩、智慧製造輔導團諮詢服務,而智機產業組任務則為智慧機械與製造諮詢診斷、協助智慧機械與製造研發補助與輔導、建構典範智慧機械與製造生態體系、建立智慧機械與製造整廠整線服務輸出。至於國際事務組主要任務則是國際論壇會議、市場拓展、國際合作、國際招商與促成投資等。

楊志清指出,工業局成立智慧機械推動辦公室目的,主要是要就近服務機械產業聚落,為產業提供所需各種技術服務與資源。目前該辦公室由經濟部統籌辦理跨部會政策協調及產學研資源整合工作,推動產業智機化、智機產業化等相關工作。為確保符合成立辦公室的目的,目前定期與相關部會及產學界代表召開成果檢視會議包含每2週1次之雙週工作會議、每單數月1次之執行長會議、每雙數月1次執行長委員會等等,以滾動式審視方案之推動方向及執行進度。

智機產業化、產業智機化

帶動臺灣產業升級

誠如前述,智慧機械已成為各產業實踐工業4.0藍圖的重要元件,工業局成立智慧機械推動辦公室的目標,即是要達成智機產業化、產業智機化,藉由兩者之間的相輔相成,達成帶動臺灣產業升級的目標。所謂智機產業化,就是整合各種智慧技術元素,使其具備故障預測、精度補償、自動參數設定與自動排程等智慧化功能,並具備提供完整解決方案及建立差異化競爭優勢之功能,其範疇包含建立設備整機、零組件、機器人、物聯網、大數據、CPS、感測器等產業。

至於產業智機化,即是協助所有產業引進智慧機械,建構具高效率、高品質、高彈性特徵的智慧生產線,透過雲端及網路與消費者快速連結,提供大量客製化之產 品,形成聯網製造服務體系。儘管智慧機械可應用於各產業之中,但初期目標鎖定在航太、半導體、電子資訊、金屬運具、機械設備、食品、紡織等產業。

「政府推動智慧機械政策主要目的,是將臺灣從精密機械升級為智慧機械,以創造就業並擴大整廠整線輸出。」楊志清解釋:「對於大型企業而言,因應市場趨勢改變,自然有足夠能力與預算引進所需解決方案。但鑑於傳統產業數位化能力不足,生產數據多以紙本記錄,仰賴人工操作,故需協助中小企業導入數位化,爰訂定智慧機上盒輔導計畫申請須知,以協助國內機械與製造業導入設備聯網、生產管理可視化與智慧化應用,進而提升國際競爭力。」

推廣智慧機上盒 協助中小企業升級

近來風靡全球的智慧工廠概念,訴求透過設備之間的自動化溝通,可達到即時掌握生產資訊,快速回應市場需求、降低生產成本支出之目的。然而多數臺灣傳統產業中的生產線,都停留在單機運作的工業2.0、工業3.0時代,若要一次升級達到整線、整廠智慧化,其需投入成本往往超過中小企業可負擔範圍,且難以估算可回收的時間。

而智慧機上盒計畫即是讓企業現有生產機械設備,可立即具備連網功能,搭配應用服務模組功能之軟硬體整合系統,讓現場主管可以管理即時報工、機臺稼動與產品良率等等。如此一來,當OT、IT等系統的資料整合,便能協助企業主將經營管理延伸到生產製造段達成產業升級的目標。

楊志清指出,經濟部工業局在2018年啟動的智慧機上盒(SMB)輔導計畫,訴求協助廠商導入智慧機上盒的方式,達成設備聯網、以及生產資訊可視化等目標。該計畫共分為5年,2018年目標推動1100台,2019~2020年3000台、2021~2022年5000台等,共將推動9100台設備聯網。由於各產業需要解決方案不同,所以智慧機上盒計畫補助並不侷限於單一解決方案,而是讓各產業可依照營運需求尋找符合該計畫的解決方案,目前包含工研院、科智、盟立、研華等均有相關產品。至於2018年度執行成效部分,截至12月20日已完成設備聯網1300台,達成2018年設備聯網1100台之目標。

逐步新增機上盒功能 實踐智慧工廠藍圖

考量到協助臺灣產業升級的長遠目標,工業局智慧機上盒計畫採用分年推動導入共通性功能模組的策略,進而達成逐步實踐智慧工廠的願景。智慧機上盒在2018年可提供四大功能,首先是設備連線設定管理,即SMB與各類機械設備建立連線的參數設定與聯網機械設備管理(如:新增、刪除、修改)的軟體功能。

第二項功能是資料擷取與儲存管理,可由機械設備擷取資料的軟體,並具備對機械設備所傳輸之資料進行處理、儲存、轉譯等功能。第三點是設備稼動管理,產品能擷取機械設備開停機狀態與時間資訊,計算後可顯示設備稼動率的軟體功能。第四點則是完工計量管理,擷取機械設備運轉與完成作業狀態及時間資訊,計算後可顯示完工計量單位的軟體功能。

預計在2019年新增的功能,首先是設備操作歷程記錄,即可記錄並儲存機械設備各種狀態與時間資訊,並可以圖形顯示設備之各種狀態的功能。第二項是故障主動通報,當設備發生重大警報或故障)時,能在第一時間透過SMB將訊息傳達給相關處理人員。第三項功能為訂單交期預估,藉由擷取設備控制器內存之完工預測時間,或透過歷史紀錄資料計算平均完工時間,進行預估單一件或整批定單的產品完工時間。最後一項是,加入國際相容通訊標準,如工具機/產業機械之OPC UA、MT Connect等通訊。

楊志清表示,至於2021年度的目標,將進一步導入智慧化功能模組應用,如品質監控、製程效率、機械健康、精度優化等。以工具機為例,將提供工件線上量測、切削速度優化、主軸振動監控、熱變形誤差補償等。至於產業機械部分,可望加入製品生產履歷、製程參數優化、自動排程模組等。而商機無限的機器人,將新增機器人加工運動效能優化、機器人各軸關節健康預兆。

在智慧機械推動辦公室未來規劃中,結合都市發展規劃,建置全新國際展場,打造智慧機械之都。首先是智慧機械園區的神岡豐洲二期,該計畫已於2018年8月22日通過第二階環境影響評估審查,預計最快於2019年第1季辦理土地預售登記作業。至於水湳國際會展中心則規劃東側展館及西側展館,其中東側展館由臺中市政府主辦,預計2022年完工。西側展館由貿易局主辦,預計於2022年動工、2025年完工,可望成為臺灣機械產業最合適的展覽場館。