強攻工業4.0!研華結盟黑手產業,推動EtherCAT協議標準
強攻工業4.0!研華結盟黑手產業,推動EtherCAT協議標準

工業電腦大廠研華今發布上半年合併財務報表,合併營收約為新台幣188.12億元,較去年同期增加7.96%,營業毛利約為75億元(毛利率40.2%)。研華總經理何春盛表示,研華上半年在北美、歐洲和大中華區三個區域的表現都很好,未來將會聚焦智慧城市和工業4.0兩大主軸,為少量多樣的物聯網時代佈局。

研華並宣布將原有的七大事業群重組整併成三大事業群,分別是:產業設備製造、工業物聯網和智慧城市解決方案,何春盛表示,三大事業群就像是海陸空三軍,分別瞄準不同市場,整體業務組織轉為產業導向,研華未來的商業模式將分成兩大塊:品牌產品占8成,客製化服務占2成。

研華程泰
(圖說:研華上週與程泰機械簽定合作備忘錄,左為誠泰機械總經理許福助,右為研華總經理何春盛。照片來源:郭涵羚攝。)

##研華攜手工具機與感測器業者,搶進工業4.0
研華近來在智慧工廠領域動作頻頻,上週才宣布與工具機廠程泰機械簽定合作備忘錄,程泰為傳統工具機和車床生產廠,但近年來積極研發智能製造軟體,例如自主開發各式感測器,把工廠機器變聰明,透過蒐集機器數據提早告知管理人員機器是否有異常狀況,讓管理人員得以做預防性維修(conditioned maintenance),其他還有防呆措施以及讓機器之間相互溝通。

程泰機械總經理許福助表示,**程泰為佈局智慧工廠,找來前漢翔主管組成軟體研發團隊,讓機器有知覺,機械手臂自己知道爪子抓料有沒有抓緊,而且每個感測器的成本控制在一萬元以下,大幅提高部署可行性。**何春盛說:「程泰機械的智能工廠分析做得比研華還深入,令我們佩服,未來研華會與程泰合作第二代產品,交由研華整合雲端資訊流。」

程泰並於廠房內展示多台工業4.0概念工具機,例如在機械手臂上裝設鏡頭,讓機器可以透過鏡頭「看到」刀桿間凹槽間距有多大,操作人員可以在螢幕上透過機械手臂的鏡頭看到機器自動計算出來的間距。又或者是可以在工具機台的螢幕上用3D動畫模擬製程,避免實際操作時相互碰撞。此外,還用NFC確認操作人員身份,避免不相干人士干擾機器運作。

程泰機械
(圖說:程泰機械為機械手臂裝上鏡頭,讓機械可以自動量測刀桿距離。照片來源:郭涵羚攝。)

程泰機械工業4.0
(圖說:操作人員可以在螢幕上透過機械鏡頭看到刀桿的間距。照片來源:郭涵羚攝。)

##研華押寶德工業電腦通訊協定EtherCAT

但智慧工廠最關鍵的是「M2M」,讓機器之間共享資訊,相互溝通,因此建立智慧工廠共同的通訊標準協定是目前所有有意搶進工業4.0領域廠商的首要任務。而研華寶元力推的EtherCAT通訊標準,就是目前研華與各工具機大廠和感測器廠商力捧的連網標準,研華寶元總經理郭倫毓表示,因應物聯網時代少量多樣、客製化和彈性靈活的特性,研華寶元選擇德國制定的EtherCAT通訊標準,乃因EtherCAT採開放開源架構,可以隨時因應客戶終端需求改變設計,較為彈性。

郭倫毓表示,以前研華寶元的控制器是一對一,現在採EtherCAT後變一對六,生產線更有效率。研華寶元展示採用EtherCAT概念的新產品「Robot Cell」,嵌入Robot Cell的機械手臂會自動拋光研磨,並且在螢幕上秀出力道的變化,研華寶元與其他協力夥伴合作,例如整合上銀的機械手臂、研華寶元的控制器、其他廠商的感測器以及研華的雲端系統,打通智慧機器人的任督二脈,根據不同客戶的需求打造各式模組,為客戶省去自組感測器、控制器、系統和軟體的麻煩。

「我們像是準SI(系統整合商),我們會挑選特別難整合又有市場的領域研發,一年可能開發三到四個模組,邀請其他感測器、工具機等廠商做高附加價值的整合服務。」郭倫毓說。

研華寶元robot cell
(圖說:研華寶元的Robot Cell整合所有智慧工廠底層基礎建設,圖為可以自動量測研磨拋光力道的機械手臂,郭倫毓稱這台智慧手臂就跟老師傅一樣精準。照片來源:郭涵羚攝。)

##研華寶元:今年是EtherCAT元年
許福助表示,現在有許多廠商都在推動自己的工業電腦通訊協定,但程泰的業務性質較為彈性,因此相較於如日廠的封閉協定,程泰較為支持開放的EtherCAT。郭倫毓指出,目前業界有一半的業者都接受EtherCAT協定,研華寶元也已出貨至兩岸三地的客戶,他樂觀預估EtherCAT在一到兩年內會發酵,目前以台灣、德國和中國較支持EtherCAT,「若不考慮產值的話,今年就是EtherCAT元年了。」

郭倫毓
(圖說:研華寶元總經理郭倫毓表示,不考慮產值的話,今年將是EtherCAT元年,上銀也考慮跟進。照片來源:郭涵羚攝。)

##工業4.0難題:人才、業者投資意願和客戶資安顧慮
但工業4.0商機人人垂涎,何以台灣身為全球第四大工具機出口國,製造業基礎堅實,卻依然只聞樓梯響,尚未搭上智慧工廠列車,亦或者是說人人都想做,但到底該如何執行呢?

國內第一個開發出電腦車床的楊鐵精密執行副總經理廖銘琦分析,**雖然研華寶元已開發出智慧控制器,但國內有95%以上的終端製造業者都還無法接受國產控制器,仍傾向採用日、德大廠的控制器。**另一方面,廠商是否願意投資升級產業也是個問題,台灣工具機產業採打群架的方式,即使工具機製造廠願意投資,周邊的衛星工廠如鑄材業者卻不見得想要一起升級,而找不到合適人才也是產業升級的一大困境。

許福助也指出,程泰雖然已經進展到可以為客戶分析機器數據的階段,但目前遇到最大的問題是很難說服客戶打開防火牆,讓程泰監控機器數據。除此之外,智慧工廠雖然可以精簡人力,以前一個人只能顧一台機器,現在一個人可以同時顧七台,但人才的技術水準要求也隨之提高。「以前只要一個阿桑顧機器就好,現在除了補料還要故障排除,他不只是操作員還是工程師。」因此要找到合適的人才非常困難。

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導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?
導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?

當無人機、無人船失去衛星定位訊號,還能繼續完成任務嗎?這道問題不只考驗導航設備的精度,更牽涉不同技術如何搭配,才能兼顧成本、可靠性與實際部署需求。

要理解自主載具如何在衛星訊號中斷時持續導航,得先認識「慣性導航」。互宇向量執行長鍾宏彬拿棒球作比喻:投手把球投出去後,球沒有GPS或遙控器,仍會依照出手角度、力量與旋轉向前運動。慣性導航則透過感測加速度與旋轉變化,持續推算載具的姿態、速度與位置。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,衛星定位訊號一旦中斷,位置推算也可能逐漸偏移。因此,自主載具需要不同定位與感測技術相互配合。2022年成立的互宇向量,便從這項需求切入,協助客戶選擇適合的導航技術,並將系統整合到產品中。

先定義任務,再決定導航規格

「以終點當起點。」鍾宏彬如此形容互宇向量的產品開發原則。相較於先提供設備、再由客戶自行整合,互宇向量在開發初期便參與討論,了解客戶要完成什麼任務,再決定性能、材料、演算法與預算。這套方法稱為「前端部署」。

以無人機精準投送為例,客戶希望載具不只抵達指定區域,還能接近建築物完成投送。飛行距離、定位精度、是否有人遙控,以及衛星訊號中斷後需要自主運作多久,都會影響系統設計。互宇向量必須先釐清這些條件,再選擇感測元件、調整導航架構,而不是直接套用既有產品。

互宇向量的技術涵蓋光纖陀螺儀(FOG)、慣性量測單元(IMU)、姿態與航向參考系統(AHRS),以及GNSS/INS融合導航方案。團隊曾與產業夥伴在實際水域驗證無人船導航系統,也透過觀音山隧道測試,觀察衛星訊號中斷時的導航表現。

對客戶而言,驗證的重點在於系統能否在任務要求的時間內維持足夠精度。互宇向量也不一定選用最高規格的零組件,而是依照需求調整演算法、材料與系統配置,必要時整合其他供應商的技術,減少客戶自行開發、測試與整合的時間及成本。

從光纖陀螺到系統整合,互宇向量把技術推向可部署的產品

鍾宏彬2010年投入光纖陀螺核心技術研究,2016年共同創辦極星光電。當時核心元件的客戶多具備自行整合能力,應用市場相對有限。他逐漸意識到,若想讓技術接觸更多使用者,就不能只停留在零件,還得往感測模組與完整系統發展。2022年成立互宇向量後,鍾宏彬延續過去累積的技術,採取合作設計製造(JDM)模式,讓團隊從產品開發初期便參與設計與驗證。

他把這種服務形容為「高階料理包」:客戶不必自行採購所有原料、研究怎麼煮,而是由互宇向量協助整合適合的技術,完成產品部署。公司不走低價、拚量路線,而是選擇與少數具有長期需求的專業客戶深入合作。目前團隊服務約12家核心客戶,透過持續參與產品開發,累積技術與合作經驗。

航太市場考驗的不只是技術,還有供應鏈與驗證能力

航太是互宇向量積極拓展的市場。目前約四成業務聚焦航太應用;2023年,團隊也與國家太空中心(TASA)展開策略性合作,推進MIOC與FOG技術的太空應用。

航太產業尤其重視「飛行履歷」(Flight Heritage)。鍾宏彬打趣地說,普通杯子就是杯子,但如果真的上過太空,「它就變成太空杯」。設備即使通過完整的地面測試,仍不等於經歷過發射與太空環境。對國際航太客戶而言,實際飛行驗證是評估設備可靠性的重要依據。鍾宏彬回憶,團隊過去花了兩、三年尋找海外企業客戶,始終不得其門而入。後來有國際業者得知互宇向量與國家太空中心合作,反而主動找上門。這段經驗讓他體會到,進入航太供應鏈除了技術能力,還需要讓國際客戶看見合作經驗與可信度。

從中央大學到蘆竹,桃園產官資源如何成為互宇的產業支點?

互宇向量與桃園的淵源,早在公司成立前就已開始。鍾宏彬從中央大學求學、攻讀博士到投入研究,一路留在桃園;第一次創業落腳楊梅,互宇向量則從青埔搬到蘆竹,建立廠辦空間。他笑稱,自己就像桃園「生出來的baby」。

桃園及北部地區聚集電路板、電子製造與機械加工等供應商,具備成熟的產業基礎。不過,部分業者長期專注既有市場,未必想過自身技術還能延伸至無人載具與航太應用。鍾宏彬舉例,互宇向量曾與傳統機械加工業者合作,協助對方了解航太供應鏈的品質驗證與製造要求,探索跨入新市場的可能。對這些業者而言,挑戰未必是技術能力不足,而是過去缺乏接觸航太應用的機會,不熟悉相關規格與驗證流程。

創業過程中,互宇向量也持續接觸桃園市政府青年事務局及相關局處、育成體系,參與創業交流與產業展會。鍾宏彬看重的是這些場合能讓團隊認識不同領域企業,拓展未來合作的可能。包括Meet桃園+在內的創業輔導與產業交流平台,也為在地新創提供接觸產業資源的機會。

從光纖陀螺核心元件走向完整導航系統,再延伸至航太合作與海外市場,互宇向量逐步建立從任務規劃、技術整合到系統驗證的能力。接下來,如何運用桃園既有的電子製造與精密加工基礎,找到更多能共同開發產品的夥伴,將是團隊拓展國際市場的重要課題。

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