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數位轉型與智慧製造面面觀-34
先知科技總經理 高季安 與 新呈工業總經理 陳泳睿
September 14, 2023
前幾篇文章敘述製造業的十大價值鏈增值模式(如圖1)中的訂單驅動生產模式(OCP)、自適應工廠(Adaptive Factory, AF)、生產中的作業員的支援(Operator Support in Production，OSP)、價值服務(Value Based Services ,VBS)、交付產品的透明度和適應性(Transparency and Adaptability of delivered Products, TAP)、自組織自適應物流（Self Organising Adaptive Logistics, SAL）與給智慧產線的智慧產品開發（SP2），本篇將就推動創新的產品開發 (Innovation Product Development ,IPD) 增值模式及應用案例進行詳細解釋。
圖1.製造業價值鏈增值模式
一、推動創新的產品開發 (IPD)：
在現代科技快速發展的時代，產品開發的概念也隨之改變，並引入了創新的元素，這就是IPD（Innovation Product Development）創新的產品開發。以下將討論IPD的基本理念以及如何應用它來創造更具價值的產品。
IPD的基本理念不僅僅關注產品的外觀或功能，更著重於如何在產品中整合創新。這種創新可以體現在多個層面：
1. 功能創新：傳統上，產品的功能通常是固定的，但在IPD中，我們探索如何為產品添加新的功能或改進現有的功能。例如，一個普通的連接器可以升級為具有感測器功能的連接器，從而擴展了其用途。
2. 用途擴展：IPD強調為產品賦予多種應用方式。這種多功能性可以使產品在不同的應用場景中更有價值。舉例來說，一個擁有漏液檢測功能的產品可以用於工業製造和供應鏈管理，確保液體的安全和可追蹤性。
3. 適應性：IPD的另一個關鍵方面是產品的適應性。這意味著產品可以根據環境變化或不同的使用情境做出調整。這種靈活性使得產品能夠滿足不斷變化的需求。
圖2.IPD實際應用: 連接器升級為具有感測器功能的產品
讓我們以一個實際的應用案例來更好地理解IPD的概念。假設有一家公司專門製造連接器，這些連接器通常用於電子設備。在傳統的產品開發模式中，他們可能只關注連接器的物理連接功能。
然而，在IPD的框架下，這家公司決定將連接器升級為具有感測器功能的產品(如圖2)。這種新型連接器可以檢測連接線上的液體，特別是高危險或易燃液體。這樣的創新讓這個連接器不僅僅是一個傳輸數據的工具，還可以在安全性和監測方面發揮作用。
舉個例子，當這種連接器連接到一個包含液體的設備時，它可以即時檢測液體是否外洩。如果檢測到漏液，系統可以立即發出警報，防止潛在的災難發生。這種產品的多功能性使其在不同行業中都能夠找到應用，從而擴展了市場。
二、IPD 應用範例：
創新的產品開發：將智能感測引入螺栓: 在現今的科技世界中，創新已成為企業發展的關鍵。我們將探討一個引人注目的案例連結: https://youtu.be/v5cs5Qs6RIk，Fraunhofer（福朗霍夫）的創新產品，這是一個關於螺栓的故事，或者在台灣我們習慣稱之為扣件、螺絲、或螺母。
這個案例中的扣件項目廣泛應用於建築物和遊樂設施，例如: 橋梁、建築物與雲霄飛車。近年來，台灣的一些橋樑因缺乏定期的維護而導致事故，這促使了一項創新產品的誕生。這個創新的產品的核心理念是，在扣件上安裝合適的感測器，將它轉化為一個智能產品，能夠實時監測其狀態。如何實現這項創新？
1. 感測器的安裝與應用（影片0:26，如圖3）：Fraunhofer的想法很簡單但卻極為有效。他們在螺栓上安裝了感測器和通訊裝置。
圖3.IPD 應用範例：Fraunhofer在螺栓上安裝感測器和通訊裝置
2.進行實時監測（影片0:58，如圖4）：當螺栓被緊固時，感測器能夠即時測量扭矩，並將相關信息傳輸出來。這些數據可以被裝置立即監測。這意味著，只要在一些重要的結構上安裝了這些智能螺栓，我們就可以極大地提高人身安全，同時降低公共設施和橋樑維修的成本。
圖4.IPD 應用範例：Fraunhofer 利用螺栓進行實時監測
這種創新的產品開發（IPD）示範了如何將傳統的元件提升為智能產品，以應對現實世界中的挑戰。通過感測技術，我們能夠實現對基礎設施的更好監測，從而確保它們的安全運行。
在這個案例中，Fraunhofer所提出的創新解決方案不僅可以保護人們的生命安全，還可以節省大量資金，降低了維護和修復的成本。這也提醒我們，當我們思考產品開發時，創新的思維方式能夠改變世界，使我們的生活更安全、更便利，同時也更具經濟效益。
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