【5G專網工廠現場直擊】螺絲廠結合5G、大數據分析提高生產力、降低成本，加速產業智慧化轉型

「一顆相同的螺絲，依照客戶訂單需求，不同的呎吋、處理方式，產生上萬種品項」，位於高雄的螺絲業者久陽精密總經理吳居諺一語道出螺絲產業現況。

在高雄梓官、橋頭、崗山一帶，為國內螺絲產業群聚地，臺灣將近有1,800多家螺絲業者，所生產的螺絲不只用於國內，也外銷至國外，從航太、醫療、電動車到3C電子，都有採用螺絲，臺灣更有「螺絲王國」之名，更是僅次於中國、德國，為全球第三大扣件出口國。

然而，螺絲產業卻面臨一些問題，由於客戶訂單需求的多樣化，導致螺絲生產少量多樣的現象，以久陽精密為例，該公司一年生產的螺絲品項就多達1萬3千種以上，每年產出約17億隻螺絲，在製造過程中，消耗約5萬件模具，使用7萬5千個船形物流桶。這樣複雜的生產過程中，過去大多是仰賴老師傅，以人工方式回報生產數據，再由專人登打輸入，但容易因為手寫錯誤，或是手動登打輸入數據也可能出錯。此外，傳產業的製造現場勞動人力還面臨逐漸老化，經驗不易傳承，人才斷層的危機。

螺絲依呎吋、熱處理、顏色的表面處理，品項多達上萬種：

屬於台鋼集團旗下的久陽精密，成立已超過36年，主要生產中碳標準品螺栓，出口6成以歐洲市場為主，3成則是美洲市場。久陽精密的兩年前計畫朝智慧製造發展，希望透過在製造現場導入AIoT，提升該公司在螺絲產業的競爭力。在NCC鼓勵5G的垂直應用發展下，久陽精密與友訊科技、中華電信合作，由中華電信為其代建代管，協助久陽精密在高雄梓官、橋頭兩個廠區以3.5GHz頻段建置5G專用網路，採用中華電信的專網2型架構，單一工廠內建置5G基地臺與MEC邊緣運算，再以VPN串連兩個工廠，後端則搭配中華電信的5G智慧管家+管理平臺，依門號、位置、服務控管5G專網。

在柱子上方架設的5G小型基地臺：

傳統的螺絲生產過程，包括從上游鋼鐵業者購買原料，經過撞擊成型，輾牙、熱處理、表面處理，到包裝商品、出貨，久陽精密在梓官、橋頭兩個工廠的製造現場，部署小型5G基地臺，兩個廠區共有127個機臺，每個產線安裝5G智慧機上盒(SMB)，通過感測器蒐集生產機台的數據，再由5G智慧機上盒將生產數據經由5G專網，送到工廠的MEC。

每個生產機臺都設有5G智慧機上盒(白色方盒)，將機臺上感測器蒐集的數據，透過5G網路送到工廠的MEC：

吳居諺指出，為了實現AIoT，為蒐集生產機臺的數據，曾測試使用有線網路，但因為堆高機在廠內移動，可能扯掉或壓斷有線網路，造成數據蒐集中斷，而使用無線網路Wi-Fi，容易因為廠區內的環境所干擾，也測試過使用授權無線頻段的4G網路，但其網路頻寬無法滿足大量生產機臺的數據傳輸。

而使用5G網路，一方面使用授權頻譜，較不易受干擾，另方面，5G的高傳輸、低延遲，能夠滿足即時的大數據分析需要。

過去由老師傅以人工方式，每小時回報一次機臺的生產數據，現在導入5G AIoT後，設定每5秒蒐集一次自動傳送機臺的生產數據，包括機臺嫁動率、生產周期，產出的螺絲數量、重量，還有船桶在各生製過程所停留的時間、重量，以及生產機臺所使用的模具或耗材使用的壽命、技術員操作機臺時間等等。甚至，現場師傅拿著電子游標卡尺，在不同機臺間抽測產出螺絲的量測結果，不再和以前一樣，需手寫紀錄量測結果，按下電子游標卡尺上的按鈕，就會自動將量測數據透過藍牙送到5G智慧機上盒，和其他數據送到後端。

通過5G蒐集生產線上的數據，送到ERP系統，吳居諺表示，經由大數據分析優化各機臺生產排程，將產能最大化，同時準備生產的原物料，經過一個季度的測試，生產效率提高2成。利用大數據計算耗材壽命，以生產螺絲的模具為例，每個模具都以雷雕刻上QR Code，用以追蹤每個模具，而透過蒐集每個生產機臺的模具使用數據，計算每個模具生產螺絲的數量，是否將達到模具的壽命，也能監控每個模具耗材的異使耗損情形，節省約25%的模具成本。

每個生產螺絲的模具上，以雷雕刻上QR Code，追蹤每個模具的使用情形，根據機臺的生產數據，分析模具可使用的壽命：

此外，還從數據分析提高物料、耗料對生產工作令的配對，建立領料防呆機制，並且建立機臺及品質的異常警示，讓管理者可追蹤哪批貨料出問題，及早因應、找出原因，降低6成的異常件數。

工廠內用來裝盛螺絲的船桶，也標有RFID或是QR Code，追蹤船桶在生產過程的動向，而智能生產工具令的先後順序，將原本的交期達成率由8、9成，提高到99%。

用於移動的船形桶都以RFID或QR Code追蹤：

吳居諺表示，由於螺絲品項的多樣化，沒有一家業者可以完全產出所有的品項，因此螺絲產業維持著競爭且合作的關係，也是螺絲產業形集產業聚集的原因。由於螺絲產業的業者眾多，競爭相當激烈，加上客戶對螺絲除了交期達成，也希望品質達到需求，導入智慧化的生產有利於獲得客戶的信賴，未來透過智慧製造提高製造業的良率、品質將是趨勢，因此導入5G專網，發展AIoT。

他更表示，導入AIoT蒐集數據只是第一步，未來的最終目標是向無人工廠發展。

智慧製造同場加映：車燈業者龍鋒展示AR產線組裝應用

距離高雄較近的臺南，除了以小吃、觀光聞名，近年也積極的發展智慧城市，與業者合作成為新科技的實驗場域，除了在沙侖建立自駕車測試場之外，還有自駕公車道路測試，去年還推動n79(4.8到4.9GHz)頻段5G專網實驗場域。其中，臺南市政府促成專門生產汽車車燈的龍鋒企業，和臺灣松下(Panasonic)、雲達、資策會、佐臻合作，利用n79頻段，採用雲達的小基5G基地臺、5G核網、AI伺服器，加上資策會的AR虛實疊加技術、佐臻的AR眼鏡，展示AI+AR輔助車燈組裝訓練、AI組裝過程監測兩項應用。

首先，AR輔助車燈組裝訓練，主要適合不熟悉組裝操作的新手，傳統上，新進員工在組裝時，會由老手教導或是一邊觀看手冊進行操作，而導入5G及AR，新手戴上輕量型的AR眼鏡，連接5G手機，就能將AR眼鏡上相機所拍攝的員工視角畫面，經由5G基地臺與核網，送到AI伺服器進行辨識，新手就能透過戴在頭上的AR眼鏡，根據AI的AR擴增實境疊加影像，按部就班操作組裝，例如按照AR影像指示安裝固定螺絲。

戴上AR眼鏡後，按照AI的指導組裝車燈燈具：

螢幕中顯示員工配戴的AR眼鏡所看到的組裝畫面，經過AI辨識後，以AR指引在哪裡、按步驟鎖上螺絲：

另一個應用AI組裝過程監測，適用於一般組裝產線，在車燈組裝產線上方架設相機，拍攝員工組裝車燈過程影像，經5G網路送到AI伺服器，由AI判斷組裝程序是否符合操作規定，若發生錯誤則送出警示訊息。

下圖為設置在龍鋒組裝產線上的雲達5G小型基地臺，下方為RU，上方為天線：

龍鋒的IT機房內一角，有一櫃裝載有雲達的5G核心網路，採用一般的X86伺服器，搭配一臺採用Nvidia A100 GPU的AI伺服器：