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老舊設備無痛升級物聯網,實用又實惠的「智慧貼紙」讓中小企業看見工業 4.0 新方向

文/呂紹玉

 


「工業 4.0」是製造業升級的方向,理論上來說,只要監測製造環節中的數據,就能往自動化發展,掌握生產進度,透過大數據分析優化製程,有效提升良率,經由聯網協調上下游進度等等。但事實是,絕大多數製造業的設備都是十幾、二十年的老機器,沒有監測數據的功能,也不可能在一夕之間汰換。
 
所幸,透過「張榮森實驗室」開發的「智慧貼紙」,工廠裡的老設備能立刻無痛升級,賦予監測數據的新功能,賦予智慧,帶著工廠轉型邁入「工業 4.0」。
 
獨家可撓折軟性電路板搭載感測器,全方位監測機器

「智慧貼紙」(Smart Tag)是一張像貼紙一般輕薄、柔軟、可撓折、不會被撕破的物聯網感測器,產品結合張榮森實驗室獨家開發的軟性電路板,加上感測器、藍牙通訊元件、微控制器以及電池。當「智慧貼紙」貼在機器設備上時,就能全面監測環境訊號,獲取運轉時的各種數據,也不影響既有作業方式。
 
相較於一般電路板,或市面上較常見的聚醯亞胺(Polyimide,PI)軟性電路板,「智慧貼紙」更加輕薄可撓折的特性,讓它更能服貼在任何物體表面,像是彎曲、不平整的表面,此外也能貼在狹窄的細縫中;再著,「智慧貼紙」導熱效果較佳,因此當搭配溫度感測器時,更能精準測得溫度。
▲ 「智慧貼紙」(Smart Tag)是一張像貼紙一般輕薄、柔軟、可撓折、不會被撕破的物聯網感測器,產品結合張榮森實驗室獨家開發的軟性電路板,加上感測器、藍牙通訊元件、微控制器以及電池。(Source:科技新報)

有了數據後,機器震動、溫度都能成為品管關鍵

數據賦予智慧的實證,「智慧貼紙」讓我們在一間鐵工廠裡看到了。

「張榮森實驗室」與一間鐵工廠合作,藉由把監測震動的「智慧貼紙」貼在沖床,長期下來得到正常運作時的震動規律。然而當模具磨損時,沖床震動規律就會逐漸改變,一旦出現警訊,工廠就能即早在模具損壞產生大量不良品、工廠也被迫緊急停工之前,事先安排停工修復時間,兼顧品質管理和生產線進度管理。
 
又或者,當人為操作不當導致產品瑕疵時,依照過去流程,可能到後端才發現,甚至沒有發現就出貨,但透過震動監測,在沖床異常震動時就立即檢查產品,挑出不良品。
 
不只是監測震動的「智慧貼紙」小兵立大功,在陶瓷大鎮鶯歌,也有陶瓷工廠試著採用監測溫度的「智慧貼紙」,得到燒窯機裡各個位置的溫度。在過去,即便看到燒窯機顯示的溫度,但偌大的燒窯機,或是傳統土窯,總有溫度不均勻的問題,導致每批燒出來的陶瓷品質不一,良率相當差,很多時候得靠經驗摸索出窯內哪個位置燒出來的陶瓷最好。
 
透過把「智慧貼紙」貼在燒窯機內各個位置,陶瓷工廠終於能夠準確得到窯裡溫度的分布狀況,經過數據分析後,就能安排陶瓷擺放位置,穩定的燒出精美的陶瓷作品。
 
拯救占台灣製造業九成的中小企業,解放高工時勞力

「製造業和醫療業都想要做大數據的分析,但現在遭遇到的困難是,絕大部分現存的設備都是傳統舊設備,而製造業百分之九十是中小企業,他們沒有錢也沒有意願投資幾千萬元的新設備,所以只能憑藉大量老師傅或是第一線作業人員的經驗操作這些機器,這也造就台灣製造業中大量的作業員、設備工程師,超時工作顧機台的現象。」
 
「張榮森實驗室」共同創辦人暨執行長張焜傑,談起他們觀察到的產業窘況,由於設備無法升級,無法自動化,只能大量倚賴人力和經驗。而「智慧貼紙」的開發,就是為了解決傳統機器無法監測數據的問題。因應製造業需求,目前主力開發產品為溫度、濕度、震動、亮度四種「智慧貼紙」。
 
實用又實惠,中小企業老闆有能力負擔的方案

實用性之外,另一個讓「智慧貼紙」得以被製造業大量接納的特點,就是它便宜實惠的價格。
 
張焜傑說明,「智慧貼紙」不同於昂貴的精密感測器,它的感測器或許沒那麼精準,但它靠的是以量取勝,藉由布建在許多點,密集的監測數據,得到更有效的數據。這使得「智慧貼紙」比起一台要價數十萬元的工業精密感測器,它一張的成本僅在百元內,以台灣中小企業的工廠來看,一間約莫只需要 100 張貼紙,硬體建置成本比請一個人力還要便宜。
 
身在學術圈卻厲行業界實作派的「張榮森實驗室」

看到這,該來揭曉開發出這項產品的「張榮森實驗室」是一個什麼樣的團隊。令人訝異的是,他們是來自學術圈的團隊。
張榮森是中央大學光電科學與工程系教授,專長為光學、軟性線路板光電導熱技術與材料、人工智慧等,「張榮森實驗室」即是他帶領的碩博士研究團隊,已經成立 20 多年。
 
雖是在學術圈內,但「張榮森實驗室」非常強調實作能力,也跟業界有深厚的關係,從上市櫃公司到不知名的黑工廠,都是他們合作的對象,因此非常了解工廠老闆想解決的問題。如此的背景,加上多元的技術力,「張榮森實驗室」才有辦法做出貼近中小企業需求的「智慧貼紙」。
▲ 「智慧貼紙」一張的成本僅在百元內,以台灣中小企業的工廠來看,一間約莫只需要 100 張貼紙,硬體建置成本比請一個人力還要便宜。(Source:科技新報)

首發選在 CES 2019,「智慧貼紙」要推進全球小工廠

「張榮森實驗室」在去年底被科技部選為 44 家代表台灣的新創團隊,參加 2019 年的 CES 大會,他們選在這個國際大舞台上首度發表「智慧貼紙」,希望能受到設備整合商或工廠客戶的肯定,推行到更多工廠裡。同時他們也希望為「智慧貼紙」募集資金,力求從「張榮森實驗室」獨立出來,另闢一間公司。
 
「智慧貼紙」要作長期的生意,畢竟它不僅僅是硬體方案,在為客戶蒐集並提供數據分析平台的同時,也能累積設備管理相關的數據,當十年、二十年之後,老舊設備都已汰換成新穎的設備,「智慧貼紙」不再被需要,但公司還是能靠累積的數據,提供設備管理、操作的解決方案。
 
(首圖來源:《科技新報》攝)



取材自:科技新報 (2019/05/10)
https://technews.tw/2019/05/10/smart-tag-of-rongseng-laboratories/



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