智慧工廠自動化(iFA)

智慧工廠自動化Intelligent Factory Automation，係先知科技與國立成功大學智慧製造研究中心整合基於物聯網技術之旗艦型智慧機上盒(Cyber Physical Agent (CPA)、先進製造物聯雲(AMCoT)架構(榮獲2017 IEEE CASE最佳應用論文獎)與製造服務自動建置機制(MSACS) (入選2018 IEEE ICRA最佳自動化論文獎)等技術，在雲端部署各式智慧製造服務，藉此研發一個智慧工廠自動化(iFA)系統平台，並導入我國各式製造業的各種機台與生產線；且在iFA系統平台上佈署如全自動虛擬量測(AVM)(三度榮獲國家發明創作獎)、智慧型預測保養(IPM)、和智慧型良率管理(IYM)等智慧化服務，就能做到超越工業4.0，亦即使所有產品接近零缺陷之境界，此境界就是我們所定義的「工業4.1」。

智慧工廠自動化iFA智慧製造系統提供兩種方案讓客戶選擇，分別是「隨機買斷版」以及「雲端服務訂閱版」，可針對不同客戶之需求，提供不同版本的iFA系統，接下來將分別說明兩種版本之內容。

針對資本較為雄厚的企業或對雲端需求不高的客戶，我們將可提供隨機買斷版之系統，其架構如圖一所示，在機台邊我們運用物聯網(IoT)技術發展一適用於機械產業之虛實整合代理人(Cyber-Physical Agent, CPA)即旗艦型智慧機上盒軟體框架，且將其佈署在邊緣運算(Edge Computing)硬體中，使其成為可線上且即時收集資料之智慧型物聯網裝置，藉其連結、感知、與即時監控周遭實體世界的狀態。除此之外，CPA更具備可抽換應用程式模組(Pluggable Application Module, PAM)，可讓使用者隨需安裝所需之智慧應用，如特徵萃取、預測保養等功能。CPA模組已擁有中華民國、美國與日本等三國專利。接著，在廠內建置一個伺服器環境，為其佈署可線上即時全檢致能確保產品接近零缺陷之關鍵技術－全自動虛擬量測(AVM)；以及採用可提升加工機台可用性和降低維修成本之技術產品－智慧型預測保養(IPM)；可快速找到影響良率根本原因之技術-智慧型良率管理(IYM)；可即時監控刀具狀態、提供妥適更換刀具時間點之技術－刀具磨耗壽命管理(TLM)；機台管理系統與能掌握工廠稼動率、並監控設備總體效率(OEE)之－機台管理系統(EMS)等智慧製造功能。

有鑑於台灣的製造業多為中小型企業型態，其資本較無法與大財團企業抗衡；因此，為讓中小型企業亦能經濟實惠地採用此智慧工廠自動化iFA的各式服務，iFA平台將提供隨需服務訂閱(On demand Service Subscription)的解決方案。也就是說，中小型企業僅須自行建置網路環境，就可以省去自行建置雲端機房所需的高額成本，只需付出相對低廉的成本(月租費)，即可租用本利用中華電信雲端資料中心所建立的各式智慧製造服務，並隨需使用最新且符合自身需求的智慧製造服務與功能，此將是一個對設備製造商及其客戶雙贏的商業模式。

但因客戶製程性質與設備各行業要求條件不一，所以像感測器硬體數量、設備改造規模皆須實地現場評估後才能確定，故硬體部分在目前狀態是由客戶自行購買方式進行，並不包含在月租費當中，也可避免昂貴元件所衍生之各項風險。

雲端服務訂閱版智慧工廠自動化系統架構如圖二所示，首先，在工廠端，我們一樣是會在機台邊部署CPA，並透過其收集、並監控機台設備之狀態。再藉由PAM模組讓使用隨需安裝所需之智慧應用。接著，在雲端方面我們應用台灣資通訊領航者中華電信擅長的資通訊服務(FTTx, 3G, 4G, 5G, hilink等)和國際認證雲端hicloud資料中心，建置一先進製造物聯雲(Advanced Manufacturing Cloud of Things, AMCoT)服務平台，並利用中華電信提供的資安艦隊安全防護，再加上資安防護管理服務(Unified Threat Management, UTM)防火牆等功能，偵測異常活動並防範外部駭客攻擊，確保並防護整個系統安全性，避免發生資料洩密疑慮。

最後，即可在雲端服務平台上佈建AVM、IPM、IYM等智慧製造功能，並利用雲端服務技術，將此功能雲端服務化，如此，除了可讓遍及在全世界的客戶，透過網路隨需(On Demand)訂閱智慧製造服務，為企業帶來全新的商業模式以外，亦能提供機台與生產線各項智慧能力、提升產品的良率與品質，及減少機台未預期的失效與保養成本，進而大幅增加工廠的生產力與產品品質，達成所有生產產品接近零缺陷之所謂工業4.1的境界，增加合作廠商和台灣製造產業之競爭力與獲益。

智慧工廠自動化iFA平台之詳細解說，如下影片所示：