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智慧製造與全球首創之工業4.1

2019-7-12 11:08 AM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 76| 評論: 0|來自: 科技部

摘要: 在科技部長期支持下,鄭芳田教授團隊致力於智慧製造和工業4.1的學術研究及產業應用已有相當豐碩的成果,成大智慧製造研究中心(iMRC)研發一個智慧工廠自動化(Intelligent Factory Automation, iFA)即智慧製造雲端服 ...
在科技部長期支持下,鄭芳田教授團隊致力於智慧製造和工業4.1的學術研究及產業應用已有相當豐碩的成果,其中,在虛擬量測的學術與應用研究領域上,更是獨步全球。鄭教授相關研究成果除了發表國際期刊論文外,並榮獲中華民國、美國、日本、德國、韓國、和大陸等之多項發明專利;且已成功完成46項技術移轉給多家半導體、面板、太陽能等高科技產業廠商,和與航太、工具機、吹瓶機、及碳纖等相關之傳統產業廠商,及財團法人等使用。截至目前為止,所累計的技轉簽約金已超過新台幣貳億元,實收技轉金則已超過新台幣肆仟捌佰萬元。

鄭芳田與其研究團隊曾以和全自動虛擬量測(AVM)相關的專利,三度榮獲經濟部之「國家發明創作獎」,鄭芳田是成大唯一獲此殊榮的教授,在在顯示鄭教授和其研究團隊在「虛擬量測」領域之關鍵技術的掌握度和在不同產業的應用面,均有其優越性且備受肯定。

國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心所做的統計分析結果,顯示截至目前為止,鄭芳田在 “AI 運用於製造領域” 的專利數量為學研第一人,且進一步以發明人之專利價值判斷,現階段鄭芳田之專利價值最高(由原創性、被引用數、地域覆蓋度、通用性及專利家族大小而言)。

自2012年起,鄭教授藉執行國科會之三年期整合型計畫「智慧製造雲」開始將所擁有與智慧製造相關之所有技術雲端化;然後自2015年起則執行科技部先進製造技術:技術導向聯盟計畫:「先進製造物聯雲」(Advanced Manufacturing Could of Things, AMCoT);其研究成果更於2017年榮獲IEEE自動化科學與工程國際學術研討會(CASE)的最佳應用論文獎 (Best Application Paper Award)。

目前世界各國所提出的與工業4.0相關之技術都一致強調要提升生產率(Productivity),但卻沒強調要如何提高產品良率(Quality);換言之,其僅能將產品“接近零缺陷(Zero Defects)”當作願景,但並無法做到真正接近零缺陷之境界;其關鍵原因是因為他們沒有具經濟實惠特性的線上即時全檢技術。然而,採用鄭教授獨步全球之AVM技術就可達成產品接近零缺陷的目標,因為AVM可線上且即時地提供所有產品全檢之資訊,當發現任一產品有缺陷時,即可將其剔除而不交貨。如此,所有交貨產品就可零缺陷了。然而,針對那些被剔除的瑕疵品,亦可應用鄭教授所創在智慧型良率管理(IYM)系統內的關鍵參數搜尋演算法(KSA)來找出其所產生缺陷的主要原因,以便能根本解決之,並持續改善,如此就可使所有生產產品接近零缺陷的境界。所以,運用工業4.0系統發展平台,如能再加上AVM和KSA技術後,就能做到產品接近零缺陷之境界,此境界就是鄭芳田所定義的“工業4.1”。

2018年初,鄭教授在成大成立智慧製造研究中心(iMRC),以便能研發一個智慧工廠自動化(Intelligent Factory Automation, iFA)即智慧製造雲端服務系統平台。本iFA系統平台擁有可完成智慧製造(即工業4.0)所需之大數據資料收集和進行邊緣運算的關鍵物聯網元件(CPA) 和先進製造物聯雲(AMCoT)架構,與可完成所有產品全檢以確保品質零缺陷的全自動虛擬量測(AVM)、可預測機台剩餘壽命以避免無預警當機的智慧型預測保養(IPM)、及可快速找出造成影響良率之原因並持續改善的智慧型良率管理(IYM)等等智慧化服務。運用此iFA系統平台,將可超越工業4.0,協助國內各式製造業達到所有產品接近零缺陷的目標,進而實現工業4.1的願景。

為了加強推廣應用,成大iMRC於2018年12月攜手中華電信、智能生產方案服務公司、及先知科技,共同成立智慧製造方案戰略聯盟,將本iFA平台商品化,並推出隨機買斷版(Serve-based)及雲端訂閱版(Cloud-based)兩種服務類型;其中雲端版僅隨需支付月租費,如此可節省建置成本,所以特別適合中小企業的需求;如此將能加速臺灣產業升級,對經濟發展相當有助益。目前,本iFA平台已於2018.05.09在2018 iMTDuo台北南港展場遠東機械的鋁輪圈加工自動化系統上公開展示;且亦於2018.08.15在2018 TaipeiPlas台北南港展場銓寶的吹瓶機生產自動化系統上公開展示。另外,本iFA平台亦已在日月光、漢翔、和台塑等公司的生產線上運作中。

同時,針對AMCoT架構,鄭教授亦開始進行優化。自2018年12月起主持科技部先進製造技術-智動機電系統暨連網整合計畫「基於容器化技術之先進製造物聯雲」(AMCoTC) 。本計畫將使用新一代虛擬化技術(如Docker與Kubernetes等)建構一個智慧製造資通平台,將各式智慧化功能模組進行容器化轉換。

除此之外,有鑑於金屬積層製造之應用日漸廣泛,為了有效解決其製程問題及提升品質,鄭教授也將AVM技術和iFA平台應用於金屬積層製造領域,預定此研究成果將於金屬積層機台上實際上線,並已申請美國專利。目前成大iMRC正積極地與美國國家標準暨技術研究院(NIST) 進行研究合作,期待能將此成果加入其資料庫,並納入國際標準。

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