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鄭芳田虛擬量測獨步全球 智慧製造與全球首創"工業4.1"


新網記者麻念台台南特稿
2019/7/9 下午 11:38:52 / 虛擬網路

 在科技部長期支持下,國立成功大學智慧製造研究中心主任鄭芳田團隊致力於智慧製造和工業4.1的學術研究及產業應用已有相當豐碩的成果,其中在虛擬量測的學術與應用研究領域上,更是獨步全球。

國立成功大學智慧製造研究中心主任鄭芳田團隊致力於智慧製造和工業4.1的學術研究及產業應用。(歸鴻亭攝影)
 鄭芳田相關研究成果除了發表國際期刊論文外,並榮獲中華民國、美國、日本、德國、韓國、和大陸等之多項發明專利;且已成功完成46項技術移轉給多家半導體、面板、太陽能等高科技產業廠商,和與航太、工具機、吹瓶機、及碳纖等相關之傳統產業廠商,及財團法人等使用。截至目前為止,所累計的技轉簽約金已超過新台幣貳億元,實收技轉金則已超過新台幣肆仟捌佰萬元。

 鄭芳田向科技部長陳良基說明,他與其研究團隊曾以和全自動虛擬量測(AVM)相關的專利,3度榮獲經濟部之「國家發明創作獎」,他是成大唯一獲此殊榮的教授,在在顯示鄭教授和其研究團隊在「虛擬量測」領域之關鍵技術的掌握度和在不同產業的應用面,均有其優越性且備受肯定。

 國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心所做的統計分析結果,顯示截至目前為止,鄭芳田在「AI運用於製造領域」的專利數量為學研第一人,且進一步以發明人之專利價值判斷,由原創性、被引用數、地域覆蓋度、通用性及專利家族大小而言,現階段鄭芳田之專利價值最高。

鄭芳田非常自豪他的相關研究成果。(歸鴻亭攝影)
 自2012年起,鄭芳田藉執行國科會之3年期整合型計畫「智慧製造雲」開始將所擁有與智慧製造相關之所有技術雲端化;然後自2015年起則執行科技部先進製造技術:技術導向聯盟計畫:「先進製造物聯雲」(Advanced Manufacturing Could of Things, AMCoT);其研究成果更於2017年榮獲IEEE自動化科學與工程國際學術研討會(CASE)的最佳應用論文獎(Best Application Paper Award)。

 目前世界各國所提出的與工業4.0相關之技術都一致強調要提升生產率(Productivity),但卻沒強調要如何提高產品良率(Quality);換言之,其僅能將產品「接近零缺陷」(Zero Defects)當作願景,但並無法做到真正接近零缺陷之境界;其關鍵原因是因為他們沒有具經濟實惠特性的線上即時全檢技術。然而,採用鄭芳田獨步全球之AVM技術就可達成產品接近零缺陷的目標,因為AVM可線上且即時地提供所有產品全檢之資訊,當發現任一產品有缺陷時,即可將其剔除而不交貨,如此所有交貨產品就可零缺陷了。

 然而,針對那些被剔除的瑕疵品,亦可應用鄭芳田所創在智慧型良率管理(IYM)系統內的關鍵參數搜尋演算法(KSA)來找出其所產生缺陷的主要原因,以便能根本解決之,並持續改善,如此就可使所有生產產品接近零缺陷的境界。所以,運用工業4.0系統發展平台,如能再加上AVM和KSA技術後,就能做到產品接近零缺陷之境界,此境界就是鄭芳田所定義的「工業4.1」。

鄭芳田團隊在向科技部長陳良基說明工業4.1的虛擬量測。(歸鴻亭攝影)
 2018年初,鄭芳田在成大成立智慧製造研究中心(iMRC),以便能研發一個智慧工廠自動化(Intelligent Factory Automation, iFA)即智慧製造雲端服務系統平台。此一iFA系統平台擁有可完成智慧製造(即工業4.0)所需之大數據資料收集和進行邊緣運算的關鍵物聯網元件(CPA)和先進製造物聯雲(AMCoT)架構,與可完成所有產品全檢以確保品質零缺陷的全自動虛擬量測(AVM)、可預測機台剩餘壽命以避免無預警當機的智慧型預測保養(IPM)、及可快速找出造成影響良率之原因並持續改善的智慧型良率管理(IYM)等智慧化服務。運用此iFA系統平台,將可超越工業4.0,協助國內各式製造業達到所有產品接近零缺陷的目標,進而實現工業4.1的願景。

 為了加強推廣應用,成大iMRC於2018年12月攜手中華電信、智能生產方案服務公司及先知科技,共同成立智慧製造方案戰略聯盟,將本iFA平台商品化,並推出隨機買斷版(Serve-based)及雲端訂閱版(Cloud-based)兩種服務類型;其中雲端版僅隨需支付月租費,如此可節省建置成本,所以特別適合中小企業的需求;如此將能加速臺灣產業升級,對經濟發展相當有助益。目前,這個iFA平台已於去年5月9日在2018 iMTDuo台北南港展場遠東機械的鋁輪圈加工自動化系統上公開展示;且亦於8月15日在2018 TaipeiPlas台北南港展場銓寶的吹瓶機生產自動化系統上公開展示。另外,本iFA平台亦已在日月光、漢翔、和台塑等公司的生產線上運作中。

鄭芳田團隊(歸鴻亭攝影)
 同時,針對AMCoT架構,鄭芳田亦開始進行優化。自2018年12月起主持科技部先進製造技術-智動機電系統暨連網整合計畫「基於容器化技術之先進製造物聯雲」(AMCoTC)。本計畫將使用新一代虛擬化技術(如Docker與Kubernetes等)建構一個智慧製造資通平台,將各式智慧化功能模組進行容器化轉換。

 除此之外,有鑑於金屬積層製造之應用日漸廣泛,為了有效解決其製程問題及提升品質,鄭教授也將AVM技術和iFA平台應用於金屬積層製造領域,預定此研究成果將於金屬積層機台上實際上線,並已申請美國專利。目前成大iMRC正積極地與美國國家標準暨技術研究院(NIST)進行研究合作,期待能將此成果加入其資料庫,並納入國際標準。


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