積極發展工業物聯網 台灣ICT產業自救之道

工商時報【工研院資訊與通訊研究所所長闕志克】 中國紅色供應鏈強勢崛起，台灣ICT產業遭逢前所未有的嚴峻挑戰，獲利如溜滑梯般快速下滑。且台灣ICT產業多以OEM、ODM為主力業務，缺乏領先群倫的關鍵技術，更難以從資通訊服務上賺取利潤，面對財大勢雄的中國競爭對手，若不找尋新出路，生存空間將被嚴重擠壓。 應用於製造業的工業物聯網（IIoT），能為台灣ICT產業帶來一線曙光，藉此振衰起敝。由於物聯網具有強調軟體、硬體整合的特點，而台灣ICT產業在硬體已發展完善、在物聯網的發展初期具有優勢，後續應著重在軟體強化；台灣諸多ICT大廠，如聯發科、台積電、大立光、漢微科等，早已致力軟硬整合，且成效斐然。 科技大廠積極軟硬整合 聯發科開創「統包設計」模式，業務範圍從硬體延伸至軟體、系統，現今軟體工程師人數已超越硬體工程師。以半導體技術、系統稱雄全球IC產業的台積電，其IC部門，現已躍居台灣最具規模的軟體機構之一。 至於主導智慧型手機內建照相鏡頭市場的大立光，與主導高端晶圓檢測的漢微科，領先競爭對手的關鍵，皆非硬體，而在軟體。面對台灣ICT產業獲利不佳，這4家大廠不僅持盈保泰，甚至還可逆勢成長，證明昔日以大規模生產搶市的商業模式，今日已不復適用；研發應用軟硬整合的整體系統，方能繼續保有市場競爭力。 在可見的未來，ICT產業必將進入物聯網時代。倘若ICT產業廣泛、深入應用物聯網技術，軟體當可適度補硬體之不足，並優化硬體功能，並可透過巨量資料分析，將ICT系統、服務的價值最大化。 此外，ICT廠商還可運用軟體，測試零組件是否合適及其侷限、極限，假使不合適，就應規避，降低不必要的損失。在開發軟硬整合的系統，正因軟體可補硬體之不足，可酌減開發硬體的時間、費用；例如，原本硬體至少得開發至目標值的99％，但在軟體的襄助下，開發至目標值的97％即可。 西門子堪稱工業4.0典範 透過軟體、硬體整合，不僅可以使智慧型手機、伺服器、資料中心功能將更為強大，更可優化製程、強化能量儲存，大幅提高效率。再以台積電為例，在昔日，一個員工頂多管理5到10座機台，現卻可管理約50座機台，足見軟硬整合的效益。 若要推動工業4.0，關鍵即在軟體、硬體整合的進度；唯有軟體、硬體可無縫整合，方能達到智慧製造的目標，創造更高的利潤。西門子在德國安貝格（Amberg）的工廠，堪稱工業4.0的典範，其生產線組裝來自250個供應商的16億個零組件，現可1天24小時運轉，誤差率低於10ppm（10萬分之1），而在20年內，其生產力提升了約7倍。 而在眾國內廠商中，某印刷電路板製造商因機台介面多樣化，導致機台互連困難、資料存取速度緩慢，製程判讀、產品檢驗皆仰賴人工，良率、產品品質皆不易掌控，在工研院協助強化軟體、硬體整合後，機台進階為跨界面的機台，彼此以網路相連接，並以軟體進行製程判讀、產品檢驗。 工研院為PCB製造商所打造的雲端分散式儲存與分析平台，可聯結投板機、收板機、清洗機、曝光機等9座機台，昔日8千萬筆資料載入的時間需要1小時，現已縮短至10分鐘，節約時間約83％，工程師可更快取得所需資訊，產線等9座機台可將即時監控資料，傳送至雲端系統，並進行分析；而從操作機台到產生可視化的圖表，亦僅需10分鐘，且僅需撰寫10餘行的程式，就可完成SaaS（Software as a Service，軟體即服務）。 完成機台聯網布建 在工研院協助下，PCB製造商更運用關聯探勘規則與機器演算，排序出可能的缺陷肇因，平均命中率約88％，並將排除缺陷的時間，從30天降為7天；並整合機器學習等專業知識，建立快速、有效的辨識模型，成功改善傳統AOI（光學辨識系統）檢測機台缺陷檢測誤報率過高之弊，使其缺陷誤報率降低約50％，大幅提升檢測效率。 完成機台聯網布建後，廠商成功解決機台通訊資料格式雜亂現況，加速系統整合建置，讓新增機台啟用時間，從2周大幅縮短至2小時。 在可見的未來，工業物聯網將是物聯網最具前景的分支。幾乎毫無疑義，強化軟體、硬體整合，是台灣ICT產業追求否極泰來的最佳途徑；台灣現應積極發展的，當是可操控硬體、系統與可進行數據分析的軟體，由軟體重新定義硬體，使硬體功能更廣泛、更靈活。 （本文作者為工研院資訊與通訊研究所所長闕志克）