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智慧感測應用廣 工業、消費齊受惠



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工商時報【選自《工業技術與資訊》期刊】

在物聯母親節蛋糕 台中 塔吉特芒果多千層蛋糕 千層蛋糕 台中 超人氣月銷6000個網帶動下,智慧感測能量也大爆發,根據國際產業分析機構Gartner預估,2017年全球有超過50%的新創公司將提供物聯網解決方案,近80%商機來自於資料分析與應用服務。從這兩層面來看,物聯網與智慧感測帶來的產業變革,將朝向智慧機械的生產競爭力以及智慧生活的消費性應用。

工業4.0智慧機械

仰賴感測技術

在製造業的感測應用方面,工業4.0仰賴智慧機械,智慧機械則需智慧感測器充當生產裝置連網的五感,主要負責前端資料的蒐集與辨識,再將訊號後送至雲端,以便隨時調整參數,達到生產流程升級的目的。

當前智慧機械的技術應用產業,包含汽機車精密零組件、工具機產業、電子及印刷電路板產業和航太工業等。另外,製造商藉由物物相連的供應鏈,可在銷售前了解產品的操作效能,銷售後亦能蒐集客戶端的使用狀況資訊,並回饋到設備製造端,同時監控設備健康狀態,提供預測保養計畫,以建立完整的生產履歷。

工研院智慧微系統科技中心副主任范玉玟表示,智慧感測器導入工業應用時,是以雷射掃描為主流核心技術,接著整合3D演算法與多自由度運動平台定位,就能建構全自動化的非接觸性檢測系統。如此一來,無論是重複精度及量測速率的效能,可在生產線上提供前所未有且多樣化的零組件品管檢測,擺脫過去曠日廢時的量測時間,並透過數位化的檢測資訊,使得工件品質具可追溯性。且所有的製作流程都可被紀錄、履歷,讓生產線上的每一環節可完美呈現。

建立市場競爭力

2016年7月行政院通過智慧機械產業推動方案,正式將智慧機械列為政府五大創新產業計畫之一,旨在建構智慧機械產業的新生態體系,使台灣成為全球智慧機械研發製造基地及終端應用領域整體解決方案提供者。

不過,台灣須先建構結合感測器、機器學習、擴增實境、網宇實體系統等技術的商業模式,並在市場建立能協助客戶創造價值的產品與服務。接著透過智慧機械方案應用實施與擴散,協助國內機械產業與製造業能在成本、品質、交期、售後服務領域建立市場競爭力。

因此,若能在工具機上整合五軸3D列印機,集車銑、研磨、金屬3D列印、材料改質等複合式功能,即可創造一機多用的生產線升級。當然,還有現在熱門的生產機器人,未來趨勢將在傳統機器人上加裝感測器,再整合人工智慧,以便讓機器人進行深度學習後彼此分享知識,不只提高產能,也能提升品質。

台灣須強化軟硬整合

台灣智慧機械產業有三項重大議題:

一、關鍵技術研發與取得:台灣的物聯網、雲端運算產業化發展程度高,但巨量資料商業化的專業人才不足,數位製造、人工智慧、擴增實境等技術發展則落後國際,因此必須思考如何善用自行研發、國際合作、購併擁有技術與產品的國外廠商等方式取得技術,才能在較短時間內與投入較少資源下獲得足夠的能量。

二、加速創新商業模式發展:智慧機械出現後,廠商不再單純賣機台,而是需透過機台提升對客戶產生的附加價值。企業需要跳脫傳統營運思維,構思新的營運方案與獲利模式,思考如何從售後服務或製造服務領域獲得更多營收與利潤。

三、跨領域跨產業合作:發展智慧機械涉及多種領域技術,且大多不是傳統機械廠商專注的領域。如何讓機械廠商與智慧感測器、物聯網、雲端平台、巨量資料、人工智慧等產業廠商合作,將是台灣發展工業4.0的母親節蛋糕 台中 塔吉特千層專賣門市 不甜不膩 蛋皮軟軟好好吃當務之急。除了讓不同領域業者有互相交流資訊的管道,還要讓多方享有共同語言與協作平台,進行工作、權益與風險分攤。

范玉玟表示,德國為工業4.0的領導大國,日、中、韓在此領域的發展亦突飛猛進。台灣的智慧機械產業雖規模不大,但隨著法人單位長期蓄積豐沛研發能量,只要急起直追仍大有可為。包括以雷射掃描為核心技術的「3D量測系統」、可大幅提高系統運作彈性與智慧化的「移動式視覺導引機器人系統」,都是適合生產與製造管理的工業感測相關應用,未來若國內廠商與法人單位緊密合作,進而與國際連結,可望逐步厚植台灣產業邁向「全球智慧機械之都」的基礎能量。

以人為本的消費應用

至於,物聯網在消費性應用的發展,則端看企業是否能將需求轉換為價值創造的應用服務,並且開發出「破壞式創新」等級的商業經營模式。

根據Gartner預估,全球目前最熱門的物聯網應用包括智慧家庭、智慧車載、服務型機器人等,尤其以居家服務機器人最被看重。在未來智慧家庭裡,可預期居家服務機器人將負責扮演連結家庭各電器的管家角色,因此擁有具AI語音辨識、影像分析等高階感測功能都將是居家服務機器人的標準配備。

以台灣在智慧感測器的應用來看,目前研發技術大多著重在手機及消費性產品的應用,例如重視高靈敏度與快速生產的麥克風與慣性元件。以工研院打造國內第一顆高階低驅動特性的MEMS麥克風為例,透過獨特的「可調式彈簧設計」,不僅可縮小結構元件尺寸20%、降低50%的驅動電壓外,也能有效過濾背景雜訊音,並加強3C電子用品、行動裝置、穿戴式電子、車載等收音及語音辨識功能表現。

自主照護抬頭

醫療感測成大熱門

此外,隨著全球步入高齡化社會,整合遠端照護醫療服務與行動健康監測的智慧感測裝置,也成炙手可熱的潛力標的。過往的健康照護監測,多半需使用中大型的醫療器材監測,不僅醫師難以全天候即時監控,也不利偏鄉民眾遠距照護的需求,現在只要在穿戴裝置裡埋設微型感測器,醫療單位就可遠端接收訊號並得知用戶的醫療影像或生理監測數據,大幅減少醫療資源。

工研院的「連續血氧監測系統」以慣性及光學感測,提供日常活動中血氧濃度與脈搏的連續監測,藉以了解中老年、長期臥病的患者及運動過程中身體的氧氣供應是否充足,提供重要生命跡象的參考數值。范玉玟強調,除了銀髮照護外,未來微感測技術若結合手機app,還可應用在運動耗氧、過勞、人體代謝及睡眠呼吸中止等健康管理監測,若進一步連結雲端大數據,將持續推升智慧醫療的服務內容與品質。

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李建文

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