2023 IEKTopics|工業元宇宙提升製造業敏捷與韌性

元宇宙的誕生,強化了人類智慧與人工智慧的結合,發展出一種以人為本的產業模式,以製造業來說,更能滿足提升決策能力,使生產等各面向更具效率與彈性的敏捷治理未來趨勢。

事實上,愈來愈多製造業廠商已瞭解工業4.0(Industry 4.0)的意涵,並逐步導入人機協作等相關技術;如今,有人更進一步提出「工業元宇宙(Industial Metaverse)」的概念,藉由其更強調以人為本的可持續性和靈活性,以滿足相關需求。

所謂的工業元宇宙,是一種融合虛擬與現實的概念,指得是以物聯網、人工智慧、機器學習等技術為基礎,將製造業、物流業等產業中的各種機器、設備、產品等資訊化、數位化、智慧化,並透過互聯網實現協同運作,進而形成一個全新的產業體系。主要在於透過數位化和智慧化,提高製造生產效率,實現智慧製造,同時也強調數據共享和跨領域協同合作的重要性。

工業元宇宙被認為是工業互聯網的升級版,將幫助工業互聯網解決當前棘手的問題,包括生產線涉及的各種底層通信和數據交互協議之間,經常難以實現有效的數據交流和整合。工業元宇宙投入大量感應器和智慧設備來收集數據,借助區塊鏈與相關技術應用,以滿足業界共享資訊和數據的需求

 

 

落實工業元宇宙概念

永進機械,成立於1954年,累積近70年工具機專業製造技術,生產高剛性、高穩定的專業工具機,是臺灣少數在自身廠內擁有鑄造廠的工具機廠商。從鑄造到機械加工、機台組裝、檢驗、包裝出貨,皆在自有廠房一貫化生產線內完成。

該公司持續開發智慧工廠軟體,為設備提供加值的智慧功能,如優化機台性能、提升刀具使用壽命及設備維護預測等;加上與工業電腦大廠研華共同成立達易智造(Dot Zero),而具備智慧製造/工業物聯網(IIoT)系統整合(SI)的優勢。

近三年來,因為疫情使得第一線技術人員無法即時出差,導致機台復裝、加工應用與維修無法即時進行,透過相關技術解決遠端協作的需求並建立數位雙生的研發能量。

所謂的遠端協作,是指搭配平板、手機或個人電腦,讓兩地工作人員或與客戶共同檢視即時影像、繪圖並完成指令,滿足遠端協作需求,創造更多業務流程創新,加速實現數位轉型,如上圖左。

而數位雙生,則能應用於產線設計與設備製作,也就是將CAD和BIM檔進行轉換,達到虛實整合,以快速協作處理新產品設計,如上圖右。

從技術特色分析,永進機械利用HoloLens 2搭配Dynamics 365 Remote Assist,遠端為客戶進行培訓、安裝、維護與檢修機台。透過HoloLens 2互動式全像投影,客戶端的技術人員能直接從頭戴式裝置看到永進機械所分享的技術資料與圖面。而HoloLens 2混合實境裝置搭配Dynamics 365 Remote Assist,支援與Teams使用者共同作業,可讓現場工作人員與遠端人員即時視訊通話,或加入Teams會議參與協作。

 

 

加速生態系發展與落地

 面對智慧製造與工業元宇宙趨勢,工研院洞悉企業需求,理解產業在技術運用上的需要,進而以投入相關的技術研發,對產業發展產生綜效,包括建立工業元宇宙技術並協助國內工業元宇宙技術提升,提升相關產業產值10%;完成建立國產化工業元宇宙雲端服務平台,協助產業優先導入(紡織、製鞋、金屬加工)智慧製造產業,進而提高國內生產品質與降低產品碳排;協助工具機廠建立遠距協同診斷系統,預估減少售後服務成本30%並創造全新服務模式;協助製造業建置整廠數位雙生及遠距協同製程診斷系統,產線建置時程縮短50%,製程工藝轉移成本減少50%。

工研院也將進一步推動智慧製造和工業元宇宙相關技術的發展,包括機器學習、物聯網、大數據等技術的研發,以及整合各種資源,開發新型產業軟體和硬體產品,推動智慧製造在各個產業的應用,提高產業的自動化、數位化、智慧化。

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