智慧工厂自动化(iFA)

智慧工厂自动化Intelligent Factory Automation，系先知科技与国立成功大学智慧制造研究中心整合基于物联网技术之旗舰型智慧机上盒(Cyber Physical Agent (CPA)、先进制造物联云(AMCoT)架构(荣获2017 IEEE CASE最佳应用论文奖)与制造服务自动建置机制(MSACS) (入选2018 IEEE ICRA最佳自动化论文奖)等技术，在云端部署各式智慧制造服务，借此研发一个智慧工厂自动化(iFA )系统平台，并导入我国各式制造业的各种机台与生产线；且在iFA系统平台上布署如全自动虚拟量测(AVM)(三度荣获国家发明创作奖)、智慧型预测保养( IPM)、和智慧型良率管理(IYM)等智慧化服务，就能做到超越工业4.0，亦即使所有产品接近零缺陷之境界，此境界就是我们所定义的「工业4.1」。

智慧工厂自动化iFA智慧制造系统提供两种方案让客户选择，分别是「随机买断版」以及「云端服务订阅版」，可针对不同客户之需求，提供不同版本的iFA系统，接下来将分别说明两种版本之内容。

针对资本较为雄厚的企业或对云端需求不高的客户，我们将可提供随机买断版之系统，其架构如图一所示，在机台边我们运用物联网(IoT)技术发展一适用于机械产业之虚实整合代理人(Cyber-Physical Agent, CPA)即旗舰型智慧机上盒软体框架，且将其布署在边缘运算(Edge Computing)硬体中，使其成为可线上且即时收集资料之智慧型物联网装置，借其连结、感知、与即时监控周遭实体世界的状态。除此之外，CPA更具备可抽换应用程式模组(Pluggable Application Module, PAM)，可让使用者随需安装所需之智慧应用，如特征萃取、预测保养等功能。 CPA模组已拥有中华民国、美国与日本等三国专利。接着，在厂内建置一个伺服器环境，为其布署可线上即时全检致能确保产品接近零缺陷之关键技术－全自动虚拟量测(AVM)；以及采用可提升加工机台可用性和降低维修成本之技术产品－智慧型预测保养(IPM)；可快速找到影响良率根本原因之技术-智慧型良率管理(IYM)；可即时监控刀具状态、提供妥适更换刀具时间点之技术－刀具磨耗寿命管理(TLM)；机台管理系统与能掌握工厂稼动率、并监控设备总体效率(OEE)之－机台管理系统(EMS)等智慧制造功能。

有鉴于台湾的制造业多为中小型企业型态，其资本较无法与大财团企业抗衡；因此，为让中小型企业亦能经济实惠地采用此智慧工厂自动化iFA的各式服务，iFA平台将提供随需服务订阅(On demand Service Subscription)的解决方案。也就是说，中小型企业仅须自行建置网路环境，就可以省去自行建置云端机房所需的高额成本，只需付出相对低廉的成本(月租费)，即可租用本利用中华电信云端资料中心所建立的各式智慧制造服务，并随需使用最新且符合自身需求的智慧制造服务与功能，此将是一个对设备制造商及其客户双赢的商业模式。

但因客户制程性质与设备各行业要求条件不一，所以像感测器硬体数量、设备改造规模皆须实地现场评估后才能确定，故硬体部分在目前状态是由客户自行购买方式进行，并不包含在月租费当中，也可避免昂贵元件所衍生之各项风险。

云端服务订阅版智慧工厂自动化系统架构如图二所示，首先，在工厂端，我们一样是会在机台边部署CPA，并透过其收集、并监控机台设备之状态。再藉由PAM模组让使用随需安装所需之智慧应用。接着，在云端方面我们应用台湾资通讯领航者中华电信擅长的资通讯服务(FTTx, 3G, 4G, 5G, hilink等)和国际认证云端hicloud资料中心，建置一先进制造物联云(Advanced Manufacturing Cloud of Things, AMCoT)服务平台，并利用中华电信提供的资安舰队安全防护，再加上资安防护管理服务(Unified Threat Management, UTM)防火墙等功能，侦测异常活动并防范外部骇客攻击，确保并防护整个系统安全性，避免发生资料泄密疑虑。

最后，即可在云端服务平台上布建AVM、IPM、IYM等智慧制造功能，并利用云端服务技术，将此功能云端服务化，如此，除了可让遍及在全世界的客户，透过网路随需(On Demand)订阅智慧制造服务，为企业带来全新的商业模式以外，亦能提供机台与生产线各项智慧能力、提升产品的良率与品质，及减少机台未预期的失效与保养成本，进而大幅增加工厂的生产力与产品品质，达成所有生产产品接近零缺陷之所谓工业4.1的境界，增加合作厂商和台湾制造产业之竞争力与获益。

智慧工厂自动化iFA平台之详细解说，如下影片所示：