智慧眼鏡大量導入工廠?

作者 : 蔡銘仁

擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)近年在元宇宙(Metaverse)的議題帶動下,成為外界矚目的焦點技術之一。今年的自動化展,廠商也因應趨勢端出全新方案吸引目光。

擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)近年在元宇宙(Metaverse)的議題帶動下,成為外界矚目的焦點技術之一,並逐漸開始在工廠端被來做製造流程重現、遠端協作等用途。今年的自動化展,廠商也因應趨勢端出全新方案吸引目光,台灣愛普生(EPSON)提出製造創新自動化解決方案,展出BT45C和BT45CS新的AR智慧眼鏡產品;工研院也運用VR、AI等技術,展出「數位雙生元宇宙智慧工廠」技術。

智慧眼鏡近年來持續發展,軟硬體結構上都不斷修正,以便讓使用者越來越好用,軟體商也更好設計。如EPSON本次推出的智慧眼鏡,讓側邊的光學模組可以上下調整;將轉接器移至後腦杓,避免干擾操作;鏡頭移到中央,讓軟體提供商影像不用做太多修正;另也增加環境光感測器,可依據不同的環境調整顯示亮度。此外,EPSON也跟鴻海旗下工業富聯(FII)合作遠程協作軟體,實現遠距教育訓練、專家指導等遠程協作。然而,是否能提高生產力,業界仍有問號。

以AR眼鏡來說,台灣EPSON視覺科技營業部整合行銷部副總黃少白透露,目前許多製造業者都有在做概念驗證(POC) ,測試眼鏡在產線可以發揮甚麼作用,「是否真的能提升生產力」會是關鍵指標,那需要長時間驗證。以EPSON來說,其自家工廠生產液晶面板(LCD)做成投影機有時會有面板角度問題,之後可能可以直接用眼鏡搭配軟體量測角度,目前看來工序越多的製造業提升生產力會越明顯,主要是讓複雜的生產失誤率降低,縮小有經驗跟沒經驗操作員的差異。

AR還在邁向成熟? EPSON提出五大主因

台灣EPSON今年推出新款AR智慧眼鏡。(來源:蔡銘仁攝影)

以台灣EPSON在AR領域耕耘多年的經驗,黃少白認為,全世界在智慧眼鏡的部分,仍是在邁向成熟的道路上,還未成熟的原因,包括人機介面不夠成熟、操作平台缺乏共同定義、內容提供者不足、以及感應器的發展等。尤其是感應器部分,他指出,幾年前大家希望眼鏡是全能,但現在不能期待眼鏡是萬能的,比如工業自動化,很多感應器不見得要裝在眼鏡上,感應器和眼鏡本身應用的整合就非常重要。

此外,在電池部分,讓黃少白直呼「無解」。目前AR眼鏡都需要連接手機供電,他表示,很多設計廠曾想把電池做進眼鏡本體,但重量會很重,電池大廠有在機及提升電池密度,一旦提升到一定階段就有機會跟鏡框結合,「大家努力在做,應該不會太久。」

然而,總歸工業場域仍屬於利基型市場,黃少白也坦言AR的發展,還是期待消費性市場可以起來,量才有機會放大,最大的應用比較容易聯想是個人娛樂,用眼鏡在眼前就可以看3D畫面,再來商業環境裡面,眼鏡或許也有機會取代筆電顯示器,若筆電剩下鍵盤,要做其他設計的彈性更高。

AR相較VR,使用體驗模式相對簡單,因此在元宇宙所帶動的技術中,被看好未來幾年成長潛力強勁,新冠肺炎疫情衍生出的遠距商機,更進一步激勵市場擴大。根據研調機構Strategy Analytics的研究報告,消費級AR眼鏡裝置的市場銷售營收規模在2020年至去年成長兩倍,出貨量成長161%,預計到2027年全球出貨量上看6,000萬台。

元宇宙智慧工廠 目標實現一人操作多工廠機台願景

工研院在科技專案支持下,開發「多機器人協同控制技術」、「數位雙生元宇宙智慧工廠」等10項先進製程及整合服務,其中多機器人協同控制技術及數位元宇宙智慧工廠,在本次展會中亮相。數位雙生元宇宙智慧工廠建立在數位雙生系統上,整合Nvidia高運算單元,結合人機混線互動模擬技術,透過VR裝置連接廠務模擬器,可預測並找出產線上的營運瑕疵,甚至預防維修,現場也有人員做展示操作。

工研院展出數位雙生元宇宙智慧工廠方案。(來源:蔡銘仁攝影)

工研院表示,未來專家可遠端透過VR裝置連上元宇宙智慧工廠,協助高複雜度產線的故障排除、硬體佈建,以及設備操作教育訓練。此技術已導入馬達大廠合作電動車馬達點膠作業,可培訓產線作業員升級為管理工程師,預期提升產能50%,生產週期縮短20%,未來目標是可以透過戴著VR眼鏡,一個人就能操作多個工廠場域的機台。

另,工研院的多機協同控制技術,也是其亮點展品之一,現場兩台七軸跟一台六軸的機器手臂,透過工研院設計的控制器,實現近乎零延遲的同步動作。工研院表示,該控制器主要針對命令通訊發出跟回來的時間差進行演算法設計,以往要同步控制馬達需要EtherCAT解決方案,不同廠牌的機器手臂都搭配不同控制器,難以同步控制,用他們的控制器就不需要另外學習控制方式,若電腦處理器夠快,甚至可以實現三隻手臂以上的同步控制。

本次自動化展的法人科專成果館,整合工研院金屬中心、精密機械發展中心、資策會及工研院等四個法人單位,展出共12項機器人與自動化技術。經濟部技術處處長邱求慧出席展會活動時指出,後疫情時代產業需要更自動化、更彈性生產的需求,機器人跟自動化是很重要的科技,國際調查2025年機器人產業的全球市場會比現在成長2.5倍,規模來到267億美元(約新台幣8,116億元),因此經濟部在自動化跟機器手臂科研前瞻技術研發非常重視。

邱求慧指出,技術處過去幾年特別針對多機化、智慧化及系統化三大方向技術研發投入經費,多機化透過多個機器手臂整合,可符合高彈性製造跟少量多樣的生產型態需求;智慧化是利用視覺判斷和多元感測,讓量產效率提升;最後系統化是讓機器手臂跟加工設備可整合,發揮台灣資通訊(ICT)跟系統整合的強項,希望產業跟經濟部站在一起,大家朝未來後疫情時代需要的彈性製造、少量多樣的生產型態努力發展前瞻技術,提高產業生產力。

工研院自主研發的「多機器人協同控制技術」能跨平台整合國內外大廠的機器手臂共同工作。(來源:蔡銘仁攝影)

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