數位與AI視覺科技如何落地產業應用

丁振卿
臺北科技大學機械工程系 教授 / 臺德科技協會 理事長
科技部[智慧製造結合AI科技應用開發]產學聯盟 主持人
chchting@ntut.edu.tw // chchtingcct@gmail.com
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報告大綱

個人簡介

個人簡介

  • 1986-1990 : 國立中山大學物理系 物理學士
  • 1992-1997 : 德國哥廷根大學(University Göttingen)物理系 物理碩士
  • 1996-1997 : 德國國家航太中心(DLR)高焓風洞(HEG)流體機械所 助理研究員
  • 1998-2003 : 德國阿亨工業大學(RWTH Aachen)機械系 工程博士
  • 1998-2003 : 德國阿亨工業大學(RWTH Aachen)空氣動力研究所(AIA) 專任研究員
  • 2003-2005 : 義守大學機械與自動化工程學系助理教授
  • 2003-Now : CCT團隊Leader
  • 2005-2009 : 國立台北科技大學機械工程系 助理教授
  • 2009.07.16 : 第七屆有庠科技論文獎綠色科技類獎 得獎人
  • 2009-2013 : 國立台北科技大學機械工程系 副教授
  • 2012-Now : 台灣區冷凍空調工程工業同業公會 專業顧問
  • 2013-Now : 國立台北科技大學機械工程系 教授
  • 2016-2019 : 國立台北科技大學機械工程系 系主任
  • 2019-2021 : 中國機械工程學會 理事
  • 2019-2021 : 中德技術合作研究會(Carl Duisberg Association / Taiwan, CDAT) 理事長
  • 2021-Now : 科技部[智慧製造結合AI科技應用開發]產學聯盟 主持人
  • 2021-Now : 臺德科技協會(Carl Duisberg Association / Taiwan, CDAT) 理事長
德國工業大學運作模式在台灣的實踐

科技部[智慧製造結合AI科技應用開發]產學聯盟

https://cctg.tw/（推動並協助產業導入工業4.0+AI科技應用！！）
企業家顧問團隊：
  1. 李嘉華 董事（華新科技股份有限公司）
  2. 林寶彰 總裁（鐿鈦科技股份有限公司）
  3. 林孟輝 總廠長（SRAM_愛爾蘭商速聯股份有限公司台灣分公司）
  4. 魏榮宗 董事長（君國天下有限公司）
  5. 陳暐仁 董事長（流亞科技股份有限公司）
  6. 陳勝標 董事長（先鋒材料科技股份有限公司）
  7. 張水美 董事長（喬訊電子工業股份有限公司）
  8. 黃建德 董事長（惠亞工程股份有限公司）
  9. 吳清源 董事長（三陽工業股份有限公司）
  10. 李進勝 總經理（全球傳動科技股份有限公司）
  11. 張瑞宗 總經理（華新科技股份有限公司）
  12. 洪秋祥 總經理（永宏電機股份有限公司）
  13. 陳松田 董事長（榮田精機股份有限公司）
  14. 徐明德 董事長（威邦工業有限公司）
  15. 陳德潤 副總經理（旭申國際科技股份有限公司）
  16. 林文仲 名譽理事長 (台灣區絲織工業同業公會)
  17. Axel Limberg 處長 (德國經濟辦事處)
  18. Syakella Zakaria 處長 (馬來西亞投資局臺北辦事處)

目前會員數38，目標會員數超過100，明年開始與工研院合作開設企業教育訓練課程，歡迎企業加入聯盟！！

數位科技與智慧科技

臺灣經濟發展新模式2.0 - 龔明鑫(2021.1.4)

臺灣經濟發展新模式2.0 - 龔明鑫(2021.1.4)

臺灣經濟發展新模式2.0 - 龔明鑫(2021.1.4)

數位發展部

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！！

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

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)
    1. 基於模型的過程數據分析(Model-based process data analytics)
    2. 技術軟體應用(Technology Software Apps)
    3. 產品數據模型(Product data model)
    4. 自適應過程鏈(Self-adaptive process chains)
    5. 新的商業模式(New business models)

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。

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

西門子(Siemens)數位工業

西門子(Siemens)的智慧製造稱爲數位製造，成立有數位工業部門。
要達成智慧工廠目標必須先完成數位工廠建置。

工業4.0著重上、中、下游連線

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！！
德國工業4.0並非依序變革的第四次工業革命概念
德國工業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：
  1. 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
  2. 無人接班、看不清未來、等待被淘汰

人工智慧(AI)視覺科技

人工智慧(AI)

未來世界，AI科技將主導所有發展，從前的百年技術，在AI科技加入後，瞬間縮短發展時間，AI科技與人類生活息息相關， 【 AI開發AI 】是未來世界科技發展的新模式。

AI視覺科技就是學習人的思考與判讀，攝影機取代人眼，AI模型取代人腦， 【 AI視覺的運作模式與人眼判讀一樣 】，除了疲勞與心情影響外，所有可以影響人判讀 的環境與條件都會影響AI判讀，【 經驗 】 是人類知識的來源，AI也需要【 經驗 】累積知識。

AI視覺科技是直接判讀，不是比對相片！！

人工智慧深度學習(AI Deep Learning)

開發與應用環境說明

AI模型架構及開發

AI模型架構及開發

圖像擴增

AI 模型訓練

硬體設備選用說明

AI視覺辨識機制之流程

專案開發流程規劃

實務應用技術開發案例

元件堆積製程即時瑕疵判讀

鋁材鑄模瑕疵判讀

輪圈瑕疵檢測

三機一體人臉辨識網頁系統

物料判別

數字辨識

物件瑕疵辨識

AI+AOI物件瑕疵辨識

如何有效導入產業應用？

工業4.0打造的未來

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(戰情中心)、ERP、AI視覺(登入...)、智慧排單

智慧機台(產線)： MES(機聯網)、SPC、AOI、AI視覺(瑕疵檢測、分類...)、自動化、 智慧倉儲、自走車(無人搬運車)

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

三機一體網頁控制技術

虛擬CPU ： VirtualBox
系統 ： Ubuntu、Windows
網頁伺服器 ： Apache
資料庫伺服器 ： MariaDB
資料庫存取語言 ： PHP
網頁控制語言 ： HTML, PHP, CSS, JavaScript, Python
私有雲 ： Nextcoud, Talk, Jitsi Meet
遠端桌面操控 ： AnyDesk

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。
手機APP進不了工廠，特別是Iphone手機必須付高額上架費上架APP Store才能 下載安裝，不會有工廠會把私人的APP上架讓所有人下載安裝。

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
CPS, 產銷管理資訊戰情指揮中心
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。
台積電工業4.0（生產指揮中心，Manufacturing Command Center, MCC）
漢翔工業4.0（彈性比自動化更重要）
流亞科技(Intelligent Manufacturing Data Control Center, IDCC）

三機一體網頁技術全球工程進度管理系統

三機一體網頁技術產銷戰情指揮中心

我們CCT團隊的工業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

生產履歷：三機一體網頁物料與庫儲管理系統

美軍後勤補給管理概念！！

管理系統：三機一體網頁工作日誌與財務管理系統

公司團隊管理、專案進度規劃、公司財務管理．．．

三機一體智能工廠虛實整合與可視化管理系統

三機一體人臉辨識網頁登入系統

協助傳產無縫接軌進行數位轉型！！

三機一體上傳密碼檔網頁登入系統

綁定設備登入，避免駭客破解登入密碼！！

無人化產線規劃虛實整合

PHP網頁操控機械手臂虛實整合

PHP網頁操控自動倉儲虛實整合

人工智能機器學習物件分類

無人化智能量測與回饋系統

Outline

不良品檢出處置

我們CCT團隊的工業4.0技術應用


智能工業生產教學工廠

智能長期日照中心

智能產銷植物工廠建置

Thanks for your attention!!