如何讓工業4.0+AI科技落地到產業應用
丁振卿
台北科技大學機械工程系 教授 & 中德技術合作研究會 理事長
chchting@ntut.edu.tw
&
cdgtaiwan@gmail.com
https://cct.me.ntut.edu.tw/
&
https://cdg.com.tw/
2020.06.15
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報告大綱
德國工業4.0(Industrie 4.0)
人工智慧(AI)
如何有效導入產業應用?
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德國工業4.0(Industrie 4.0)
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BMW 智能工廠
工業4.0智能工廠強調
人機協同作業
達到智能產銷!!
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德國工業4.0 - 執行策略建議書 April 2013
工業4.0就是智慧網路新世界
藉由工業4.0打造全新的視野
新的商業機會與模式
工作場所的新興社會基礎建設
以新型服務為基礎,即時掌握的CPS平台
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德國工業4.0 - WZL Institute, RWTH Aachen University
客制化服務組合(Customized Service Portfolio)
數位製造(Digitalization of Manufacturing)
網絡化、適應性生產:靈活性+生產率=利潤
(Networked, Adaptive Production: Flexibility+Productivity=Profit)
基於模型的過程數據分析(Model-based process data analytics)
技術軟體應用(Technology Software Apps)
產品數據模型(Product data model)
自適應過程鏈(Self-adaptive process chains)
新的商業模式(New business models)
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智能工廠 –取自SRAM林孟輝總廠長
生產與管理以資訊化、透明化、即時化、防呆化,達到智能化目標,
提升品質(Quality)、效率(Efficiency)、成本(Cost)優勢,創造高價值生產流程。
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智能工廠 –取自SRAM林孟輝總廠長
APS
=Advanced Planning Schedule;
PLM
=Product Lifecycle Management;
ERP
=Enterprise Resource Planning;
CAPP
=Computer-Aided Process Planning;
SCM
=Software Configuration Management;
LMS
=Learning Management System;
SPC
=Statistical Process Control;
OEE
=Overall Equipment Effectiveness;
QMS
=Quality Management System;
WMS
=Warehouse Management Systems;
PMS
=Performance Management System;
SCADA
=Supervisory Control And Data
Acquisition
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工業4.0著重上、中、下游連線
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工業4.0源於企業技術需求,非學校提出的創新技術
工業4.0須以企業需求為出發,學校與企業要密切合作
導入工業4.0旨在為公司創造價值
也就是幫公司賺錢
工業4.0包含許多元素
導入後有成效的元素才導入
不必陷入工業4.0的名詞迷失!!
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德國工業4.0(Industrie 4.0)並非依序變革的第四次工業革命概念
德國工業4.0(Industrie 4.0)是智慧、網路、新的商業機會與模式
工業4.0智能技術是不限領域的發展趨勢
所有工廠都將被迫或主動導入
自認不需或尚不能導入工業4.0的工廠
只有兩種情形:
對工業4.0的定義非智能技術,而是拘泥在第四次工業革命的名詞定義
無人接班、看不清未來、等待被淘汰
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人工智慧(AI)
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人工智慧深度學習(AI Deep Learning)
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開發與應用環境說明
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AI模型架構及開發
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AI模型架構及開發
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圖像擴增
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AI 模型訓練
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硬體設備選用說明
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AI視覺辨識機制之流程
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專案開發流程規劃
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實務應用技術開發案例
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被動元件堆積製程即時瑕疵判讀
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鋁材高架地板鑄模瑕疵判讀
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輪圈瑕疵檢測
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人臉辨識
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物料判別
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如何有效導入產業應用?
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工業4.0打造的未來
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工業4.0智能技術導入三步驟
智慧管理 =>
智慧機台(產線) =>
智慧製造
智慧管理:
CPS、ERP、AI視覺、智慧排單
智慧機台(產線):
MES、SPC、AOI、AI視覺、自動化、 智慧倉儲、自走車
智慧製造:
上、中、下游的連線
先從面的管理
再到
線與點的打通
達到
智慧製造
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企業想要達到的目標及解決方案
減少冗員浪費
、減少人力使用
、確保人員準時上下工與定位
、準確計算工資
、準確掌握物料及產品庫存
、準確掌握成本及產品報價
、產品追蹤
、避免人為出錯
、準時交貨
、工廠零庫存及產線零庫存
、生產過程自動清點物料與產品
、產品生產履歷自動產出
、生產過程準確自動配送原物料
、提高機器設備稼動率
、提高產品良率
、QC結果自動回饋機台補正
、減少不良品產出
、客制化生產
、上中下游連線
Solution: 建立CPS戰情室,有效掌控及管理人機物料,串接ERP及MES系統
智慧排單取代人力排單
、數位化傳承師傅技術
、自動組裝
、不良品樣式及原因統計分析
Solution: 導入AI機器學習
智慧檢測取代人力檢測
Solution: 導入AI深度學習
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CPS, 產銷管理資訊戰情指揮中心
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CPS(Cyber-Physical System 網宇實體系統)
CPS簡單說,就是遠距監控能力,人、機、物料的遠距監控,工廠透過CPS監控可有效
提升機器設備稼動率
及達到
產線零庫存
。
以年產值10億的工廠為例,1%機器設備稼動率提供1千萬產值貢獻。
資訊透明可以有效減少冗員浪費。
上、中、下游連線可以確保準時交貨。
顧客可以隨時了解生產進程。
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台積電工業4.0(生產指揮中心,Manufacturing Command Center, MCC)
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漢翔工業4.0(彈性比自動化更重要)
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我們的工業4.0,初步是
智慧人機協同作業
工業4.0 = 智能技術
工業4.0 ≠ 依序變革的第四次工業革命
工業4.0智能工廠 = AI數位管理工廠
工業4.0智能工廠著重在上、中、下游的連線
工業4.0強調的是智能化,不是只有自動化
工業4.0初期以人機協同達到自動化,把人當機器用
人依指令動作不思考,可減輕工作負擔,降低公安風險
先智能化再自動化,或同步進行。
智能工廠極致表現 = AI無人工廠
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智能工廠
虛實整合
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掃QR Code自動分揀線
虛實整合
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自走車搭配自動堆疊配送線
虛實整合
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無人化產線規劃
虛實整合
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PHP操控機械手臂
虛實整合
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PHP操控自動倉儲
虛實整合
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人工智能機器學習
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無人化智能量測與回饋系統
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不良品檢出處置
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我們團隊的工業4.0技術應用
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智能工業生產教學工廠
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智能長期日照中心
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智能產銷植物工廠建置
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網頁控制
虛擬CPU
:
VirtualBox
系統
:
Ubuntu、Windows
網頁伺服器
:
Apache
資料庫伺服器
:
MySQL
資料庫存取語言
:
PHP
網頁控制語言
:
HTML, PHP, CSS, JavaScript, Python
網頁控制可以突破三機一體(
手機、平板、筆電
)限制,達到
監控
無距離、無作業系統、無設備限制
的發展方向。
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AI無人工廠:工業4.0+人工智慧(AI)
智慧排單、技術學習、瑕疵辨識、自動組裝。。。
Thanks
for your attention
!!