---

臺灣科技大學管理學院教授盧希鵬，提出了現代產業結構正在面臨巨變，不論是消費或工業產品技術都要具備“四只眼”： 物聯網、傳感器與人工智能，才能夠符合現今產業發展趨勢并保持企業競爭力。寶元數控,身為國產控制器指標廠商,掌握控制器關鍵技術，也希望透過打開智慧機械的四只眼，推動傳統機械升級為智慧機械，而這一波的轉型與發展也必將促使整個機械產業進入物種大爆發的時代！

寶元數控打開智慧機械的四只眼

機械產業的競爭與比拚，已經到白熱化的狀態,從系統效能的競爭：比加工速度、比精度、比切削效果以至于到價格大戰，但即使殺得血流成河,顧客卻不見得買單。原因為何？其實很簡單，在現在這個當下，顧客要求的是更聰明、更具有彈性、更加人性化的智慧機械，這也是為什么寶元極力推動機械必須要打開四只眼進化成智慧機械的原因。何謂智慧機械的四只眼？簡單來說, 第一只眼就是物聯網的能力: 機臺必須要具備正確且實時的數據收集能力，并且透過網絡將數據整合到云端管理平臺，進一步讓整場設備與管理中心的信息得以互通交流,達到物物相連的目標。第二只眼是傳感器：過去的信息收集主要關心的是加工過程，數據分析的焦點也大多集中在“結果”例如: 稼動率、產量、產能…等等，但于機臺本身卻甚少關注。在智慧機械物種的時代，傳感器被更廣泛應用在機臺狀態的監控與觀察，且從過去的結果論轉向”預測”或”預防”，例如：設備健診、機臺調試、加工成果優化…等等。第三只眼是人工智能辨識技術，這里說的辨識，不僅僅是單純的資料或模型模式分析，除了結合第二只眼傳感器提供的數據之外，還要整合視覺與影像辨識技術，達到控制器只要接收到資料，進行辨識后即可正向預測結果或反向推斷原因。第四只眼是所謂人工智能互動技術，有了數據收集與聯網能力，傳感器作為感知單元,還有了辨識能力后，一個擁有聰明大腦的智慧機械，儼然成形,但是這還不夠，因為這僅僅是成就一個聰明的單機個體，更重要的是要能夠達到互動：機臺與機臺之間的互動，還有機臺與使用者之間的互動。

 

正在發生的智慧機械轉型與升級

智慧機械的成形是必然的趨勢甚至已經是現在進行式，寶元數控透過結合智慧機械的四只眼睛，已經提供許多客戶理想的解決方案，并且得到了相當正面的反饋，一些過去看似遙遠的概念，卻已經悄悄的在現實世界中發生,以下兩個案例，可以實際印證這個說法：

案例一: 國外客戶遠端障礙排除，在線查找實時快速

某工具機廠商致電寶元，表示今天早上美國客戶反應有一臺機臺出現了切削不良的問題，因為正在趕工生產當中，美國客戶氣急敗壞地表示要機械廠立刻派人到現場協助問題排除，讓機臺馬上恢復繼續正常生產，因此機械廠希望寶元可以派人陪同一起前往協助。寶元工程師初步詢問了一些問題之后立即與機械廠、美國終端客戶三方連線，讓客戶將機臺啟動，從頭到尾跑完一次加工程序后，寶元工程師即將加工過程資料下載至本地端檢視，大約經過20分鐘，寶元致電客戶，請客戶檢查刀具安裝是否有問題，經過檢查后立刻發現某一把刀的安裝角度不當，于是重新安裝刀具，再次進行加工，先前出現的切削不良的問題果然得到了解決! 美國客戶表示非常滿意：不用耗費時間等待機械廠的維修人員到現場查找，問題在第一時間便立刻解決，機臺馬上又可以投入生產；機械廠也非常滿意,因為不需要派人親赴美國，客戶的問題也只花了20分鐘處理完畢：

到底問題是怎么在20分鐘內解決的？答案就是寶元智慧振動傳感器SVI-1000!

終端客戶經常反應有切削不良的問題，但實際上造成切削不良的原因有很多：加工程序的撰寫 機臺本身組立、馬達的參數設定、刀具的安裝磨耗……等等，但當機臺一旦出現問題，客戶絕對無法冷靜地聽原廠一一分析原因,只希望有人可以立刻到現場把問題解決。在這個案例里面，機臺在出廠時即安裝了寶元的智慧振動傳感器SVI-1000，工程師讓機臺執行完整加工程序，即可透過機臺上的振動傳感器SVI-1000搜集到整個加工過程中的異常振動狀況以此進行資料檢視分析：首先，由于SVI-1000本身提供了實時傅立葉轉換功能：因此加工過程中的振動訊號都可以進行實時轉換。取得振動頻率資料后，利用振動傳感器搭配的軟件功能：加工程序異常區段標示，也就是針對出現異常振動的程序，自動標示為紅色警示區段，以便查找是否因為加工程序撰寫或下的參數不當而造成機臺異常振動。初步排除程序問題后，接下來比對加工過程中曾經出現過的異常振動紀錄，果然出現了數次異常，進一步檢視，發現振動頻率數值大致都固定落在特定區段，工程師與寶元數據庫中的數值比對后，認為這個區段的振動值極有可能與刀具安裝不當產生共振有密切關系，因此請客戶在現場檢查刀具是否有問題,果然一擊中的，在20分鐘內就解決了客戶的問題！

結束了嗎？還沒有! 寶元云端系統及RFID功能讓不當操作無所遁形!

在這個案例里面,看起來透過振動傳感器在第一時間就解決了機臺的問題,已經是一個快速障礙排除、客戶皆大歡喜的結果，但實際上還暗示了另外一個問題：為何會有刀具安裝不當的情況發生？是否有人員安裝或維護的疏失？如果是，如何查找出不當操作？寶元控制器提供RFID功能以及維修排程與權限管理，透過控制器上的RFID功能，操作人員在執行加工或者進行維修時皆需以員工識別證刷卡登入，之后人員的操作信息便會完全記錄在案。透過云端系統,管理者可以快速的匯出相關報表記錄，找出機臺出現問題前是由哪一位人員在哪個時間進行刀具更換的動作，如此一來就能夠預防再次發生不當的操作引起機臺問題 。

案例二: 刀具磨耗預測，設備健診讓產能分配、資源管理更有效率

刀具磨耗預測是目前許多客戶都希望的功能，因為一旦刀具磨耗到影響加工，操作者卻還懵然不覺,繼續加工的結果，一來可能造成加工質量不良，二來更嚴重的是可能造成機臺的損傷。而傳統的刀具磨耗預測方式，可能僅簡單以加工次數方式提示，例如：此刀具已進行500次的加工，讓使用者自行評估刀具磨耗程度，但事實上，加工次數并無法精確的換算或推斷出刀具磨耗程度，因此客戶希望有更加聰明及精確的預測方法!

一切交給科學：智慧振動傳感器SVI-2000以振動頻率變化，有效預測刀具磨耗程度

寶元跟客戶合作，邀請終端客戶進行測試。測試計劃是透過EtherCAT通訊連接方式在機臺主軸與工作臺共安裝了四顆振動傳感器SVI-2000，再由寶元透過云端系統收集機臺加工資料,客戶依舊按照日常排程進行生產加工，寶元的工程師則默默的在后臺持續收集資料，進行數據觀測與分析。經過一段時間數據觀察后，寶元工程師發現，當刀具鄰近到磨耗極限時，振動頻率會產生非常細微的變化，有此發現，也歸功于寶元智慧振動傳感器 SVI-2000提供的高取樣頻率(6600Hz)及量測頻寬(3300Hz) 才能夠精確采集到振動頻率細微的波動。由數據分析得到這樣的模式與結果,即可進行下一步驗證。

異常振動極限設定，刀具磨耗殆盡前即讓機臺停機進行保養維護

工程師透過寶元振動傳感器SVI-2000軟件界面中的異常振動極限設定做了一項嘗試：在頁面中設入了刀具接近磨耗極限時所可能產生的振動頻率數值以及訊號持續時間，讓控制器在此數值出現時便先停止機臺運轉，并透過云端系統發出警報通知寶元及終端客戶與機械廠相關人員。在第一次接收到警報時，寶元工程師通知客戶檢查刀具磨耗狀況，客戶當下還表示根據加工次數預測，刀具還沒有消耗到需要更換的狀態！但經過檢查后,果然發現刀具確實即將不堪使用，為何兩者差距如此之大？因為在過程中加工條件曾經發生了改變，傳統以次數預測刀具磨耗無法反映出刀具的實際狀態，而寶元的振動傳感器SVI-2000是依照刀具實際狀態不同在加工過程中造成的振動頻率不同，因此可以準確地預測出刀具磨耗的程度！

透過云端系統,輕松管理機臺維修排程，有效分配產能與資源

有了精確的刀具磨耗預測方法，對操作與管理者來說，機臺維修及產能資源分配變得更加輕松有效率：透過云端系統，管理者對每個機臺的狀態與維修排程了如指掌，而當機臺刀具鄰近需要更換前，可以透過振動傳感器與控制器向管理系統發送刀具更換提示，管理者得以預先安排機臺停機維護，不用面臨因為刀具更換必須臨時停機的窘境，也可以將現場各機臺的產能做更合理有效的分配調度,如此一來更能大幅提升產能與資源管理分配。

智慧傳感器結合人工智能技術,五感齊全，智慧機械物種爆發時代終將來臨!

智慧傳感器應用在機臺上，就好像人類具備味、視、聽、嗅、觸五感一般 。寶元數控一向致力于發展機臺的大腦，而如今觸角已延伸到傳感器領域，下一步就是要結合人工智能技術。傳感器的存在對于機臺人工智能技術發展占有十足的重要性，人工智能技術奠基于數據，而傳感器則正是將所有的現象數據化，例如：案例中提及的刀具磨耗就是透過振動傳感器將模糊的磨耗程度，轉換成振動頻率的改變; 又例如常聽到的“機臺暖機”, 原本是抽象定義如：開機20分鐘后稱為暖機完成，可是事實真是如此嗎?當夏天環境溫度35度，冬天卻只有5度時，這樣的暖機標準豈可同等視之？但是若能夠透過溫度傳感器實際量測出機臺溫度再透過數據與模式分析訂出一個標準溫度稱為暖機完成溫度，才是更加精確的作法。寶元數控目前已經成功推出振動與溫度傳感器，并與多家客戶合作積極開發更多傳感器應用的可能性，也計劃發展更多感測相關的技術將各種現象數據化, 再透過大數據分析,建立模式推演，發展寶元的人工智能技術后再反饋應用在調機、維修、提升加工效果…等等相關領域。

機臺整合云端、傳感器、人工智能進化成智慧機械的趨勢已悄然發生，當機臺開始發展出各式智慧功能時，對于產品與企業來說唯有物競天擇、適者生存，而寶元數控面臨即將到來的智慧機械物種爆發時代,由機臺大腦控制器出發，整合相關技術，要一舉開啟智慧機械的四只眼！