積極發展工業物聯網 台灣ICT產業自救之道

中國紅色供應鏈強勢崛起,台灣ICT產業遭逢前所未有的嚴峻挑戰,獲利如溜滑梯般快速下滑。且台灣ICT產業多以OEM、ODM為主力業務,缺乏領先群倫的關鍵技術,更難以從資通訊服務上賺取利潤,面對財大勢雄的中國競爭對手,若不找尋新出路,生存空間將被嚴重擠壓。

應用於製造業的工業物聯網(IIoT),能為台灣ICT產業帶來一線曙光,藉此振衰起敝。由於物聯網具有強調軟體、硬體整合的特點,而台灣ICT產業在硬體已發展完善、在物聯網的發展初期具有優勢,後續應著重在軟體強化;台灣諸多ICT大廠,如聯發科、台積電、大立光、漢微科等,早已致力軟硬整合,且成效斐然。

科技大廠積極軟硬整合

聯發科開創「統包設計」模式,業務範圍從硬體延伸至軟體、系統,現今軟體工程師人數已超越硬體工程師。以半導體技術、系統稱雄全球IC產業的台積電,其IC部門,現已躍居台灣最具規模的軟體機構之一。

至於主導智慧型手機內建照相鏡頭市場的大立光,與主導高端晶圓檢測的漢微科,領先競爭對手的關鍵,皆非硬體,而在軟體。面對台灣ICT產業獲利不佳,這4家大廠不僅持盈保泰,甚至還可逆勢成長,證明昔日以大規模生產搶市的商業模式,今日已不復適用;研發應用軟硬整合的整體系統,方能繼續保有市場競爭力。

在可見的未來,ICT產業必將進入物聯網時代。倘若ICT產業廣泛、深入應用物聯網技術,軟體當可適度補硬體之不足,並優化硬體功能,並可透過巨量資料分析,將ICT系統、服務的價值最大化。

此外,ICT廠商還可運用軟體,測試零組件是否合適及其侷限、極限,假使不合適,就應規避,降低不必要的損失。在開發軟硬整合的系統,正因軟體可補硬體之不足,可酌減開發硬體的時間、費用;例如,原本硬體至少得開發至目標值的99%,但在軟體的襄助下,開發至目標值的97%即可。

西門子堪稱工業4.0典範

透過軟體、硬體整合,不僅可以使智慧型手機、伺服器、資料中心功能將更為強大,更可優化製程、強化能量儲存,大幅提高效率。再以台積電為例,在昔日,一個員工頂多管理5到10座機台,現卻可管理約50座機台,足見軟硬整合的效益。

若要推動工業4.0,關鍵即在軟體、硬體整合的進度;唯有軟體、硬體可無縫整合,方能達到智慧製造的目標,創造更高的利潤。西門子在德國安貝格(Amberg)的工廠,堪稱工業4.0的典範,其生產線組裝來自250個供應商的16億個零組件,現可1天24小時運轉,誤差率低於10ppm(10萬分之1),而在20年內,其生產力提升了約7倍。

而在眾國內廠商中,某印刷電路板製造商因機台介面多樣化,導致機台互連困難、資料存取速度緩慢,製程判讀、產品檢驗皆仰賴人工,良率、產品品質皆不易掌控,在工研院協助強化軟體、硬體整合後,機台進階為跨界面的機台,彼此以網路相連接,並以軟體進行製程判讀、產品檢驗。

工研院為PCB製造商所打造的雲端分散式儲存與分析平台,可聯結投板機、收板機、清洗機、曝光機等9座機台,昔日8千萬筆資料載入的時間需要1小時,現已縮短至10分鐘,節約時間約83%,工程師可更快取得所需資訊,產線等9座機台可將即時監控資料,傳送至雲端系統,並進行分析;而從操作機台到產生可視化的圖表,亦僅需10分鐘,且僅需撰寫10餘行的程式,就可完成SaaS(Software as a Service,軟體即服務)。

完成機台聯網布建

在工研院協助下,PCB製造商更運用關聯探勘規則與機器演算,排序出可能的缺陷肇因,平均命中率約88%,並將排除缺陷的時間,從30天降為7天;並整合機器學習等專業知識,建立快速、有效的辨識模型,成功改善傳統AOI(光學辨識系統)檢測機台缺陷檢測誤報率過高之弊,使其缺陷誤報率降低約50%,大幅提升檢測效率。

完成機台聯網布建後,廠商成功解決機台通訊資料格式雜亂現況,加速系統整合建置,讓新增機台啟用時間,從2周大幅縮短至2小時。

在可見的未來,工業物聯網將是物聯網最具前景的分支。幾乎毫無疑義,強化軟體、硬體整合,是台灣ICT產業追求否極泰來的最佳途徑;台灣現應積極發展的,當是可操控硬體、系統與可進行數據分析的軟體,由軟體重新定義硬體,使硬體功能更廣泛、更靈活。

(本文作者為工研院資訊與通訊研究所所長闕志克)

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