量身整合製造業特規系統　5G專網造就中控式關燈工廠

截至目前，台灣在此次疫情的優異表現，部分亦可歸功於政府近年來大力地推廣及落實智慧製造，所以疫情對台灣的先進製造業廠商波及較少，強化了台灣在世界製造中的重要地位，尤其以台灣企業所組成的各種國家隊，利用先進製造的實力守護了台灣人民的健康及經濟，創造了許多台灣No.1的話題，讓大家看到疫情下不同層面的商機，也讓世界各國望塵莫及，心甘情願地向台灣汲取寶貴抗疫經驗及工業發展的經驗。

多數尖端製造業者近年來已將自動化技術發揮得淋漓盡致、落實數位轉型，無人關燈工廠已不再是遙不可及的夢幻場域，如國內先進製造的領頭羊台積電與日月光。而現在仍在觀望態度的保守業者，面臨下單的上游廠商之要求及疫情壓力，亦紛紛開始評估企業內外的資源，健全企業本體競爭力，啟動智慧製造布局，刻畫及設計專屬的智慧製造藍圖，迎接疫情過後更嚴峻的產業競爭到來。

緊接著2021年的商機不外乎還是圍繞在5G、AI、物聯網(IoT)、自駕車等主題上，尤其是在5G應用的催化下，各式各樣的產品應用在升級與汰換上都浮現龐大的需求及商機，從基礎環境建設所用到的基地台、伺服器，到5G智慧型手機、5G筆電，甚至未來可望普及的物聯網、車聯網等，半導體產業、印刷電路板(PCB)族群及廣大的供應鏈，不論在技術面還是需求面，都迎來大規模的提升(圖1)。

沃亞科技與旗下沃智國際近年來也運用5G相關技術應用在製造場域之中，搭配IoT應用技術，分為點、線、面三方面，從數據採集為中心點開始研發，開發出製造場域中需要的各式各樣的科技工具及應用產品，滿足客戶特規需求，尤其大量應用在頂尖半導體廠、光電廠、電路板廠之中，搭接客戶需求的高精度感測器(Sensor)與分析儀器，跨越有線的障礙，可進入到各個意想不到的環境，近年來也將技術發展轉往應用在醫療、冷鏈、倉儲、運輸、傳統產業、零售業、觀光業及精緻農業等等行業，突破以往通訊聯網窒礙難行的窘境，充分發揮5G通訊之特性，向上提升數據採集密度及數據採集便利性，提供AI資料分析所需要更充沛的數據源。

5G傳輸模組應運而生

客戶或學研專家執行AI分析品質專案，需要大量的數據做充沛的研究利用，故首先必須自行研發開發，鞏固台灣競爭力，所以數據採集5G傳輸模組應運而生。依據多年來在操作技術(OT)領域的經驗，將常用的工業訊號轉換如0~20毫安培(mA)、0~5伏特(V)、Modbus TCP、RS-232/422/485、Ethernet等等皆可單獨挑選使用，另可根據CANBUS、SECS/GEM、MQTT、OPCUA等等通訊規格需求提供專案客製化產品，結合許多的應用程式(App)應用，並符合低能耗需求，加長移動載具航行時間，解決市售類似產品售價仍高居不下的窘境，也符合自給自足的首要目的。

目前也針對專案客戶提供可滿足CP值高且有大量傳輸模組的需求及使用便利性，並另與國內人機介面製造廠商威綸合作推廣台灣製造(MIT)之HMI及閘道器(Gateway)產品，強化OT系統整合產品MIT供應鏈，期待突破以往日本、歐美甚至中國品牌產品大量輸入台灣設備製造業的痛點，協助業者降低製造成本，創造新的產品價值，並一舉消除資訊漏洞所造成的資訊安全威脅(圖2)。

5G氣體偵測器提升分析可靠度

為求即時反映現場環境狀態，讓分析系統可得到大量的數據做AI分析，無線傳輸氣體偵測器(圖3)可架構在各式樣不同之載具中，產品加上5G裝置在企業專網下，更可讓嗅覺無所不在，大幅提升分析數據的可靠度。

MR/AR發揮無人化功效

無論是地上走的、天上飛的、水中游的移動式載具，集合產官學及產業動態的需求，植入各式樣的分析模組於其中(如溫濕度計、氣體感測器、Particle Sensor等等)，加上混合實境(MR)/虛擬實境(AR)的視覺功能，以及地圖布局(Layout)的酷炫應用開發，5G網路大量地傳回現場的即時畫面及即時數據，充份發揮5G通訊的特性，讓使用者或管理人員可以在遠端不用進入現場即可掌握現場狀態，在疫情的議題窘況下，更是發揮無人化的功效，解決技術人員因疫情無法進廠之痛點(圖4)。

讓AMR更安全無虞地運作

因在無塵室場域內有大量人力需求，這些人員日常例行性採集無塵室環境/設備中的氣體送往實驗室做環境影響分析，針對此痛點先解決長年以來人力不足的窘況，自動化移動式載具的導入加上協作型機械手臂模仿人員日常的工作模式，車隊系統排程後前往指定地點展開工作，以往會有經常性的因為Wi-Fi訊號不良導致AMR停在路上的情況產生，或者是AMR回不到充電站進行續航充電工作，工廠內架設5G專網後改善了這個大問題，讓AMR可以更安全無虞地在特定場域內進行所指派之工作(圖5)。

5G企業專網戰情平台即時掌控

目前新建廠或製造場域主要會以5G企業專網為基礎來結合各大系統的連結，首先解決以往製造場域最大的問題及痛點，尤其是在網路布線部分，大致如下所述。 由於現場環境嚴苛，實體網線容易受到外在因素損壞，常見的危害因子包括：腐蝕性或酸性氣體將網路線外層保護皮破壞、現場施工品質或人員素質不良導致網路線因施工被破壞而中斷影響設備連線、網路線RJ-45接頭介質因環境惡劣起化學變化造成損壞異常、電力干擾或電磁波干擾、自然因素等等。 一旦網路連線發生確定性的斷線，經常性的重新布設網路線，會造成人力重工的損失以及線材資源的浪費。

此外，網路線有效距離有90~100公尺的限制，光纖網路建置材料既昂貴又耗人工不符成本效益。還有，工廠缺乏規畫及整理導致廢線過多，處理不當容易造成工安危害事件。而Wi-Fi無線網路容易受到設備機台或現場屏蔽所干擾，造成通訊品質不良，容易時常發生連線中斷的狀況。

為此，必須擴大在建廠或建置時期導入5G企業專網應用在機電、儀控、弱電、設備聯網及各大系統串連，加上高等級資安防護科技工具及ISO 27001制度管理的導入，鞏固場域對內對外的資訊安全工作，讓企業用戶可以安全地使用各種行動裝置及App應用，在遠端或異地了解工廠的生產狀況、設備狀態，讓下游訂單客戶可以方便地掌握上游製造廠商對自家產品生產的狀態，做好精實生產的工作以及上中下游供應鏈管理，享受5G高速低延遲及雲端服務的便利性，打造5G戰情中心(圖6)甚至是關燈工廠，已不再是幾年前遙不可及的夢想。

在台灣不少的A++頂級製造場域中，若結合5G及最新的視覺化工具，開發出不同以往圖控系統的戰情可視化平台(圖7)，讓管理使用者可以更直覺地洞悉製造現場和設備生產的狀態，更快速地掌控問題發生所在，進行故障問題排除最佳化工作。

目前與國際團隊，朝3D/5D甚至是即時動態視覺可視化，加上AI預測模型，提供研究管理者在各種重點製程如乾濕蝕刻、薄膜、烘烤、曝光、顯影、擴散、研磨、鑽孔、QA/QC等等，甚至是運轉元件管理可視化，如各式幫浦、風車等等裝置，這些大量數據及影像透過5G的傳遞，進到大數據中心(Big Data Center)，加速各系統擷取資料的利用性，更促進台灣工業軟硬實力技術的突破性發展，不僅只有製造業者受惠，連帶著也牽動台灣設備業者的蓬勃發展，看到以往看不到的缺陷，精進台灣整體的製造實力。

此外，在電信服務提供業者的專業支援及合作下，架構企業私人專網部分，根據買方的經濟成本考量、投資報酬率(ROI)及後續維護費用思考的綜合評估前提下，須站在買方角度以技術綜合考量，會以資訊安全為前提，以付出投資最少的5G聯網裝置數量，協助業者以最低門檻部署自己的5G私有專網(圖8)，日後轉換成6G/7G更是只要負擔升級費用，早期投資、及早享受5G，更能領先其他製造業者，讓下單客戶更願意投單到有規模、有管理的工廠，為自己的企業加分(圖9)。 綜觀上述所提及目前所有之5G企業專網及工業應用案例，未來仍須持續地進行數位轉型之工作，結合視覺、嗅覺、觸覺等各項關鍵技術，朝自動化機器人MIT自給製造前進，並看好未來6G、7G甚至8G帶來的衝擊效應，將所擁有的技術提供給廣大消費客戶更多的選擇。

(本文作者為沃亞科技系統整合部客戶服務部經理)