老舊設備無痛升級物聯網，實用又實惠的「智慧貼紙」讓中小企業看見工業 4.0 新方向
作者 呂 紹玉 | 發布日期 2019 年 05 月 10 日 19:05 |
「工業 4.0」是製造業升級的方向，理論上來說，只要監測製造環節中的數據，就能往自動化發展，掌握生產進度，透過大數據分析優化製程，有效提升良率，經由聯網協調上下游進度等等。但事實是，絕大多數製造業的設備都是十幾、二十年的老機器，沒有監測數據的功能，也不可能在一夕之間汰換。
所幸，透過「張榮森實驗室」開發的「智慧貼紙」，工廠裡的老設備能立刻無痛升級，賦予監測數據的新功能，賦予智慧，帶著工廠轉型邁入「工業 4.0」。
獨家可撓折軟性電路板搭載感測器，全方位監測機器
「智慧貼紙」（Smart Tag）是一張像貼紙一般輕薄、柔軟、可撓折、不會被撕破的物聯網感測器，產品結合張榮森實驗室獨家開發的軟性電路板，加上感測器、藍牙通訊元件、微控制器以及電池。當「智慧貼紙」貼在機器設備上時，就能全面監測環境訊號，獲取運轉時的各種數據，也不影響既有作業方式。
相較於一般電路板，或市面上較常見的聚醯亞胺（Polyimide，PI）軟性電路板，「智慧貼紙」更加輕薄可撓折的特性，讓它更能服貼在任何物體表面，像是彎曲、不平整的表面，此外也能貼在狹窄的細縫中；再著，「智慧貼紙」導熱效果較佳，因此當搭配溫度感測器時，更能精準測得溫度。
有了數據後，機器震動、溫度都能成為品管關鍵
數據賦予智慧的實證，「智慧貼紙」讓我們在一間鐵工廠裡看到了。
「張榮森實驗室」與一間鐵工廠合作，藉由把監測震動的「智慧貼紙」貼在沖床，長期下來得到正常運作時的震動規律。然而當模具磨損時，沖床震動規律就會逐漸改變，一旦出現警訊，工廠就能即早在模具損壞產生大量不良品、工廠也被迫緊急停工之前，事先安排停工修復時間，兼顧品質管理和生產線進度管理。
又或者，當人為操作不當導致產品瑕疵時，依照過去流程，可能到後端才發現，甚至沒有發現就出貨，但透過震動監測，在沖床異常震動時就立即檢查產品，挑出不良品。
不只是監測震動的「智慧貼紙」小兵立大功，在陶瓷大鎮鶯歌，也有陶瓷工廠試著採用監測溫度的「智慧貼紙」，得到燒窯機裡各個位置的溫度。在過去，即便看到燒窯機顯示的溫度，但偌大的燒窯機，或是傳統土窯，總有溫度不均勻的問題，導致每批燒出來的陶瓷品質不一，良率相當差，很多時候得靠經驗摸索出窯內哪個位置燒出來的陶瓷最好。
透過把「智慧貼紙」貼在燒窯機內各個位置，陶瓷工廠終於能夠準確得到窯裡溫度的分布狀況，經過數據分析後，就能安排陶瓷擺放位置，穩定的燒出精美的陶瓷作品。
拯救占台灣製造業九成的中小企業，解放高工時勞力
「製造業和醫療業都想要做大數據的分析，但現在遭遇到的困難是，絕大部分現存的設備都是傳統舊設備，而製造業百分之九十是中小企業，他們沒有錢也沒有意願投資幾千萬元的新設備，所以只能憑藉大量老師傅或是第一線作業人員的經驗操作這些機器，這也造就台灣製造業中大量的作業員、設備工程師，超時工作顧機台的現象。」
「張榮森實驗室」共同創辦人暨執行長張焜傑，談起他們觀察到的產業窘況，由於設備無法升級，無法自動化，只能大量倚賴人力和經驗。而「智慧貼紙」的開發，就是為了解決傳統機器無法監測數據的問題。因應製造業需求，目前主力開發產品為溫度、濕度、震動、亮度四種「智慧貼紙」。
實用又實惠，中小企業老闆有能力負擔的方案
實用性之外，另一個讓「智慧貼紙」得以被製造業大量接納的特點，就是它便宜實惠的價格。
張焜傑說明，「智慧貼紙」不同於昂貴的精密感測器，它的感測器或許沒那麼精準，但它靠的是以量取勝，藉由布建在許多點，密集的監測數據，得到更有效的數據。這使得「智慧貼紙」比起一台要價數十萬元的工業精密感測器，它一張的成本僅在百元內，以台灣中小企業的工廠來看，一間約莫只需要 100 張貼紙，硬體建置成本比請一個人力還要便宜。
身在學術圈卻厲行業界實作派的「張榮森實驗室」
看到這，該來揭曉開發出這項產品的「張榮森實驗室」是一個什麼樣的團隊。令人訝異的是，他們是來自學術圈的團隊。
張榮森是中央大學光電科學與工程系教授，專長為光學、軟性線路板光電導熱技術與材料、人工智慧等，「張榮森實驗室」即是他帶領的碩博士研究團隊，已經成立 20 多年。
雖是在學術圈內，但「張榮森實驗室」非常強調實作能力，也跟業界有深厚的關係，從上市櫃公司到不知名的黑工廠，都是他們合作的對象，因此非常了解工廠老闆想解決的問題。如此的背景，加上多元的技術力，「張榮森實驗室」才有辦法做出貼近中小企業需求的「智慧貼紙」。
首發選在 CES 2019，「智慧貼紙」要推進全球小工廠
「張榮森實驗室」在去年底被科技部選為 44 家代表台灣的新創團隊，參加 2019 年的 CES 大會，他們選在這個國際大舞台上首度發表「智慧貼紙」，希望能受到設備整合商或工廠客戶的肯定，推行到更多工廠裡。同時他們也希望為「智慧貼紙」募集資金，力求從「張榮森實驗室」獨立出來，另闢一間公司。
「智慧貼紙」要作長期的生意，畢竟它不僅僅是硬體方案，在為客戶蒐集並提供數據分析平台的同時，也能累積設備管理相關的數據，當十年、二十年之後，老舊設備都已汰換成新穎的設備，「智慧貼紙」不再被需要，但公司還是能靠累積的數據，提供設備管理、操作的解決方案。
附圖：▲ 「智慧貼紙」（Smart Tag）是一張像貼紙一般輕薄、柔軟、可撓折、不會被撕破的物聯網感測器，產品結合張榮森實驗室獨家開發的軟性電路板，加上感測器、藍牙通訊元件、微控制器以及電池。（Source：科技新報）
▲ 「智慧貼紙」一張的成本僅在百元內，以台灣中小企業的工廠來看，一間約莫只需要 100 張貼紙，硬體建置成本比請一個人力還要便宜。（Source：科技新報）
資料來源：https://technews.tw/…/10/smart-tag-of-rongseng-laboratories/
