只花17天、動員20名工程師趕工...台灣首台醫療級呼吸器誕生,工研院克服哪些挑戰?
只花17天、動員20名工程師趕工...台灣首台醫療級呼吸器誕生,工研院克服哪些挑戰?

「台灣疫情穩定,不缺乏呼吸器,但我們做到超前部署,從只能進口產品,變成有自主生產能力!」工研院院長劉文雄振奮地說。

工研院動員超過20名工程師、花了17天加班趕工,今(8)日亮相台灣首台醫療級呼吸器原型機,預計於10月試量產10台設備,目標明年6月底協助國內廠商量產1百台。

工研院_台灣首台醫療級呼吸器
工研院打造國內首台呼吸器原型機,未來希望號召更多業者加入生產,展現以科技研發守護台灣,與全球防疫併肩作戰的決心。
圖/ 工研院

跨團隊打造醫療級呼吸器,難度在哪裡?

成大醫院急診部教授紀志賢解釋,呼吸器在臨床上可分為兩類:居家照護、醫療專業等級,原理多採用「正壓」形式。居家照護非侵入式產品,適用輕、中度呼吸道疾病,如給慢性肺阻塞、睡眠呼吸中止患者使用;醫療專業級多用於中、重度及嚴重呼吸窘迫症候群。

「台灣有居家照護呼吸器、有零組件供應鏈,但過去並沒有醫療級設備出現,」經濟部技術處長羅達生說。

一方面,醫療級呼吸器製造難度確實很高。工研院生醫所所長林啟萬說,若以人的器官做比喻,呼吸器重視「心臟」、「大腦」、「神經」跟「臉」四個部位。

他表示,心臟代表鼓風爐(馬達),由於呼吸道重症需連續使用器材,產品的噪音控制、穩定程度、體積大小都有限制;大腦象徵程式,管制CPU、電路板與被動元件;感測器與內部管線如同人體神經,掌握壓力與空氣流量變化;臉部指面板人因工程設計,需持續優化設計。

工研院_台灣首台醫療級呼吸器
工研院整合資通訊、機械、機電、顯示面板、醫學、電子材料與光學等七大領域人才,在過去累積快速試量產經驗下完成國內首台呼吸器原型機。
圖/ 工研院

工研院副院長張培仁解讀成功原因,除了有美國醫材大廠美敦力(Medtronic)釋出PB 560機型呼吸器的基礎設計,加上與經濟部技術處5年來合作快速量產,累積不少經驗,更重要的是做到三件事:

首先是軟體,團隊成功解譯美敦力原型機的近5萬筆軟體程式碼與功能。其次是系統組件,團隊積極在上中下游產業鏈,找尋包括微處理器、感測器、電扇馬達、鼓風爐、面罩等零組件,甚至以3D列印方式自製。第三件事是系統驗證,將呼吸器的關鍵零組件國產化。

台灣Can Help?看醫療級呼吸器市場與機會

全球呼吸器緊急需求主要國家概況表

資料來源:Society of Critical Care Medicine;Brookings Institution;歐盟等機構,統計至4/23

劉文雄強調,這台機器能替台灣產業帶來中、長期貢獻,包含超前部署物資、提升高階醫材競爭力等此外,也促成呼吸器測試平台上線,擁有鑑定與驗證能力。加上國際仍有2百多萬台的呼吸器缺口,若有餘裕協助其他國家,能展現Taiwan can help精神。

經濟部指出,2019年的呼吸治療產業全球產值為117億美元,2024年可望成長至176億美元,台灣能整合微處理器、半導體、石化、能源、精密機械等領域業者,做出醫療呼吸器產品,將有助高階醫材競爭力。

「台灣在呼吸器領域從未缺席!」崇仁科技創辦人、昭華慈善基金會執行長李清昭認為,台灣供應全球呼吸器近3成的管路、閥門零件,不能說以前都沒有幫上忙,問題在現在加入醫療級市場後,長久能不能獲利?

工研院_台灣首台醫療級呼吸器
工研院攜手產業合作,17天就完成台灣首台呼吸器原型機並順利運轉,提升台灣產業爭取布局高階醫材機會,展現「Taiwan Helps」的實力。
圖/ 工研院

他觀察,通常廠商接到1百台訂單,就已經很了不起,過去也只有在SARS時期出現過單筆1千台訂單,但最近各國政府都是以「萬」起跳,這代表一件事——呼吸器需求是精神面大於實務需要。

「 呼吸器技術不難,難在願不願意投入, 」李清昭認為,台灣能快速複製高階醫材、建立自己的產業,這很值得興奮,因為哪天若被斷貨,我們將不需害怕。

他強調,台灣更該趁機思考,醫療用呼吸器還有沒有哪些需求?像是結合物聯網,蒐集患者數據並補足市場缺口,這才會看見更廣的未來。

延伸閱讀:花30天自製呼吸器開賣菲、泰國,金寶在後疫情時代做了哪些超前部署?

責任編輯:陳映璇

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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?

走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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