工业4.0最后一哩路

web07 工业4.0最後一哩路

  这几年AI及工业4.0风起云涌,报章杂志纷纷报导,连一些大老板打高尔夫球时,彼此都要聊聊AI及工业4.0,但国内很多工厂目前还停留在工业3.0,一步步地导入才是正确的方向。然而太多企业虽然知道工业4.0的重要性,但苦於人才的不足或知识的缺乏,大部份都是说说而已。提升工业至4.0能让企业升级,摆脱低薪的困境,尤其对岸已将AI及工业4.0列入国家发展计画,倾全国之力在发展,国内在外国人眼中拥有全世界最优秀的硬体人才,结合AI及工业4.0将是国内能否脱胎换骨的关键。

  AI在智慧工厂的功效 :
  • 瑕疵检测:相较於人力目测检视,透过深度学习系统不仅漏网率更低且检测速度更快。人力漏网率约5%,AI漏网率0.01%以下;人力检测速度每人日约30万张影像,AI每日1,440万张。
  • 自动流程控制:人为控制设备参数的良率为61%,深度学习控制设备参数的良率为98%。
  • 预测性维护:深度学习能准确预测某段时间後设备的温度状态。
  • 原料组合最佳化:深度学习有效提升染整业的打色成功率从70%上升至95%。
  • 节水省电效能:台湾时时刻刻面临缺水缺电,节水省电不但能省下成本,更能应付缺水缺电的季节危机,马达是占工厂耗电量最大的用电,若能AI智能化,相信更省电。
  • 客群及产能分析:工业4.0有一个很重要的概念就是客制化的大量生产,除了要有智慧机器人之外,也要将工业大数据透过ERP及MES的整合,才能达到最有效率的成本管理及依据客户需求生产。
  针对工业4.0大数据-可预测维护提出一个架构(如图),供想要导入者,有一个参考架构:

  智慧工厂主要架构

  1. 蒐集机器设备数据:一般大数据除了可以写程式来抓取资料外,目前国内大厂-研华/新汉都提供Node-Red(免费),来整合大数据。
  2. 大数据资料库:可分为SQL资料库(Oracle/MSSQL/MySQL/PostgreSQL)与NOSQL资料库(MongoDB),个人认为两种资料库都适合企业导入,若考虑预算可以使用PostreSQL/MySQL与MongoDB。
  3. Hadoop/SPARK:若资料庞大到需要考虑速度时,导入Hadoop/SPARK是非常好的解决方案,不过若是中小企业,倒不需要急着导入此架构。
  4. 人工智慧:针对市面上有许多人工智慧开发工具,个人还是以市占率最高的TensorFlow为例,上述的六项都需要用到,而且也可以架在Spark,观看科技大厂104徵人启示绝大部份也是用TensorFlow + Spark 做工厂大数据分析,跟着大厂做准没错。
  5. WebAPI及RPA(机器人自动流程):这部份是大家忽略的,系统与系统之间,资料库与资料库之间,厂商与客户之间,所有的整合都需要透过WebAPI,尤其像人工智慧会以Python程式为主,公司可能已经有C# or Java的应用系统,这时候WebAPI就派上用场,针对这方面应用会再另外写更深入的文章。
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