老旧设备无痛升级物联网,实用又实惠的「智慧贴纸」让中小企业看见工业 4.0 新方

时间:2020-07-31       来源:

老旧设备无痛升级物联网,实用又实惠的「智慧贴纸」让中小企业看见工业 4.0 新方

「工业 4.0」是製造业升级的方向,理论上来说,只要监测製造环节中的数据,就能往自动化发展,掌握生产进度,透过大数据分析优化製程,有效提升良率,经由联网协调上下游进度等等。但事实是,绝大多数製造业的设备都是十几、二十年的老机器,没有监测数据的功能,也不可能在一夕之间汰换。

所幸,透过「张荣森实验室」开发的「智慧贴纸」,工厂里的老设备能立刻无痛升级,赋予监测数据的新功能,赋予智慧,带着工厂转型迈入「工业 4.0」。

独家可挠折软性电路板搭载感测器,全方位监测机器

「智慧贴纸」(Smart Tag)是一张像贴纸一般轻薄、柔软、可挠折、不会被撕破的物联网感测器,产品结合张荣森实验室独家开发的软性电路板,加上感测器、蓝牙通讯元件、微控制器以及电池。当「智慧贴纸」贴在机器设备上时,就能全面监测环境讯号,获取运转时的各种数据,也不影响既有作业方式。

相较于一般电路板,或市面上较常见的聚醯亚胺(Polyimide,PI)软性电路板,「智慧贴纸」更加轻薄可挠折的特性,让它更能服贴在任何物体表面,像是弯曲、不平整的表面,此外也能贴在狭窄的细缝中;再着,「智慧贴纸」导热效果较佳,因此当搭配温度感测器时,更能精準测得温度。

老旧设备无痛升级物联网,实用又实惠的「智慧贴纸」让中小企业看见工业 4.0 新方

 「智慧贴纸」(Smart Tag)是一张像贴纸一般轻薄、柔软、可挠折、不会被撕破的物联网感测器,产品结合张荣森实验室独家开发的软性电路板,加上感测器、蓝牙通讯元件、微控制器以及电池。

有了数据后,机器震动、温度都能成为品管关键

数据赋予智慧的实证,「智慧贴纸」让我们在一间铁工厂里看到了。

「张荣森实验室」与一间铁工厂合作,藉由把监测震动的「智慧贴纸」贴在沖床,长期下来得到正常运作时的震动规律。然而当模具磨损时,沖床震动规律就会逐渐改变,一旦出现警讯,工厂就能即早在模具损坏产生大量不良品、工厂也被迫紧急停工之前,事先安排停工修复时间,兼顾品质管理和生产线进度管理。

又或者,当人为操作不当导致产品瑕疵时,依照过去流程,可能到后端才发现,甚至没有发现就出货,但透过震动监测,在沖床异常震动时就立即检查产品,挑出不良品。

不只是监测震动的「智慧贴纸」小兵立大功,在陶瓷大镇莺歌,也有陶瓷工厂试着採用监测温度的「智慧贴纸」,得到烧窑机里各个位置的温度。在过去,即便看到烧窑机显示的温度,但偌大的烧窑机,或是传统土窑,总有温度不均匀的问题,导致每批烧出来的陶瓷品质不一,良率相当差,很多时候得靠经验摸索出窑内哪个位置烧出来的陶瓷最好。

透过把「智慧贴纸」贴在烧窑机内各个位置,陶瓷工厂终于能够準确得到窑里温度的分布状况,经过数据分析后,就能安排陶瓷摆放位置,稳定的烧出精美的陶瓷作品。

拯救占台湾製造业九成的中小企业,解放高工时劳力

「製造业和医疗业都想要做大数据的分析,但现在遭遇到的困难是,绝大部分现存的设备都是传统旧设备,而製造业百分之九十是中小企业,他们没有钱也没有意愿投资几千万元的新设备,所以只能凭藉大量老师傅或是第一线作业人员的经验操作这些机器,这也造就台湾製造业中大量的作业员、设备工程师,超时工作顾机台的现象。」

「张荣森实验室」共同创办人暨执行长张焜杰,谈起他们观察到的产业窘况,由于设备无法升级,无法自动化,只能大量倚赖人力和经验。而「智慧贴纸」的开发,就是为了解决传统机器无法监测数据的问题。因应製造业需求,目前主力开发产品为温度、湿度、震动、亮度四种「智慧贴纸」。

实用又实惠,中小企业老闆有能力负担的方案

实用性之外,另一个让「智慧贴纸」得以被製造业大量接纳的特点,就是它便宜实惠的价格。

张焜杰说明,「智慧贴纸」不同于昂贵的精密感测器,它的感测器或许没那幺精準,但它靠的是以量取胜,藉由布建在许多点,密集的监测数据,得到更有效的数据。这使得「智慧贴纸」比起一台要价数十万元的工业精密感测器,它一张的成本仅在百元内,以台湾中小企业的工厂来看,一间约莫只需要 100 张贴纸,硬体建置成本比请一个人力还要便宜。

身在学术圈却厉行业界实作派的「张荣森实验室」

看到这,该来揭晓开发出这项产品的「张荣森实验室」是一个什幺样的团队。令人讶异的是,他们是来自学术圈的团队。

张荣森是中央大学光电科学与工程系教授,专长为光学、软性线路板光电导热技术与材料、人工智慧等,「张荣森实验室」即是他带领的硕博士研究团队,已经成立 20 多年。

虽是在学术圈内,但「张荣森实验室」非常强调实作能力,也跟业界有深厚的关係,从上市柜公司到不知名的黑工厂,都是他们合作的对象,因此非常了解工厂老闆想解决的问题。如此的背景,加上多元的技术力,「张荣森实验室」才有办法做出贴近中小企业需求的「智慧贴纸」。

老旧设备无痛升级物联网,实用又实惠的「智慧贴纸」让中小企业看见工业 4.0 新方

 「智慧贴纸」一张的成本仅在百元内,以台湾中小企业的工厂来看,一间约莫只需要 100 张贴纸,硬体建置成本比请一个人力还要便宜。

首发选在 CES 2019,「智慧贴纸」要推进全球小工厂

「张荣森实验室」在去年底被科技部选为 44 家代表台湾的新创团队,参加 2019 年的 CES 大会,他们选在这个国际大舞台上首度发表「智慧贴纸」,希望能受到设备整合商或工厂客户的肯定,推行到更多工厂里。同时他们也希望为「智慧贴纸」募集资金,力求从「张荣森实验室」独立出来,另闢一间公司。

「智慧贴纸」要作长期的生意,毕竟它不仅仅是硬体方案,在为客户蒐集并提供数据分析平台的同时,也能累积设备管理相关的数据,当十年、二十年之后,老旧设备都已汰换成新颖的设备,「智慧贴纸」不再被需要,但公司还是能靠累积的数据,提供设备管理、操作的解决方案。

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