英業達》 5G智慧工廠落地 從代工轉型解決方案提供者

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  英業達是全球知名伺服器代工大廠,佔全世界總出貨量的20%,為了因應龐大的生產、出貨需求,在這些繁忙的生產線上,負責檢查瑕疵的自動光學檢測系統(Automated Optical Inspection, AOI)正全速運轉中。然而這副看似與過往差異不大的景象,其實在導入5G企業專網後,英業達的這套AOI系統的內在已經有了巨大的轉變,升級為「5GAI-AOI端對端解決方案」。

  在檢測的初判階段,AOI所生成的掃描影像,能先判別元件與錯誤位置等資訊,再回傳至邊緣計算伺服器(Multi-access Edge Computing, MEC)即時分析,由下一階段的edge+製造雲以AI進行複判,最後一道關卡才是由人工處理不良品的複判。在AI的即時戰力加入後,使英業達的AOI元件辨識正確率達9成以上,被視為產線品質指標的「製程直通率」(First Pass Yield, FPY)也提昇至接近90%,更節省50%之複判人力。除此之外,銜接產線上每個工作站的無人搬運車(Automated Guided Vehicle, AGV)也在5G企業專網的加持下,提昇5~10%的效率,同時讓真人員工的作業變得更精準。

觀望氛圍的破冰者 5G工廠先從英業達開始

  事實上智慧製造、智慧工廠在這些年喊得震天價響,英業達的智慧工廠也已經運作6、7年之久。不過,英業達雲網方案事業部處長簡嘉南不諱言,在5G真正上路之前的那幾年,即使大家已經天馬行空想好各種可能的規劃,但當它正式落地後反而不如預期的瞬間掀起熱潮,就他的觀點,即使5G速度快、延遲又低,但可能是相關的應用還沒有跟上所導致。「特別是設備商、電信公司可能會認為投資這麼多資源在5G上,又不曉得何時才有辦法變成生意,便不願意再多花錢。」如此氛圍,對於生產端的英業達自然不是什麼好消息。

  此外,未來5G將日漸普及,5G設備的需求將包含基地台、伺服器等,身為伺服器系統的主要產製者,如何搶佔這塊市場新需求?看見企業的踟躕不前,正是促使英業達下重本,投下超過新台幣3億元的關鍵。英業達企業電腦事業群總經理蔡枝安說,「公司思考的是未來肯定會有更多伺服器需求,因為5G的基礎建設正在改變。在銷售層面上來說,要向客戶證明英業達的產品是好用的,最有說服力的做法,就是從英業達本身開始實際導入,架設出一個5G智慧工廠。」

  為了將眼光放得更長遠,這是必要的投資。「英業達是業界第一個這麼做的。為此,我們從2019年便籌備內部成長5G研發中心,2020年起正式實際應用在智慧製造場域裡。」蔡枝安認為,當公司有能力實際將5G用在智慧製造上,未來的銷售標的無論是硬體、軟體或擴及更多解決方案,對客戶的說服力自然更高。「相對於過去較被動,需要出去推銷產品的狀況,現在我們做出導入5G的應用情境,觀望的企業便會主動找上門。」

突破瓶頸第1步 適應員工的工作習慣

  不過,即使英業達本身早已轉換成智慧工廠,但在升級成5G架構的過程仍然碰上不少困難,這也是許多企業望而卻步的瓶頸之一。英業達光學自動部經理朱豐龍,他正是這次導入「5GAI-AOI端對端解決方案」的第一線成員,根據朱豐龍在執行端與對業界的觀察,想建立5G工廠的最大難點在於改變習慣,因為5G工廠必須要徹底執行E化、數位化,為工作習慣帶來衝擊。

  他以設備舉例,許多企業的員工工作中,往往保有許多紙本抄寫的環節;再加上業界在轉換系統時出於謹慎,常會處於「不想太快放棄原有系統,但又想多走一套新系統」的搖擺狀態。在此心態下通常是先採以2套不同作法並行的方式,但這也等同加重員工負擔,同樣的事情或流程必須重複執行,只為了配合不同的系統,自然配合的意願較低,最終導致不容易推動的阻礙。

  「但我們的做法是先把員工的作業E化,依照大家的工作流程與習慣模式來客製化使用平台。比如以前要自己打字的環節,現在只要掃描或點選就可以全部輸入,如此一來,對員工來說不必大幅改變工作習慣或流程,而且工作負擔也變得更輕。」

  朱豐龍難掩興奮地說,「接下來,當全部設備介面統一在5G平台上,傳輸更即時,尤其對一些影像資料來說,就可以即時切割資訊、送進系統進行AI分析,更節省處理時間。」像是過往產線有問題時,處理時間點通常會落在狀況發生一陣子後,從察覺問題到最終處理完畢,一耗可能就要半天或一天,產能自然受影響。但現在於5G的運作環境下,即時發現問題、調整只需要15分鐘,也為英業達帶來5~10%的產能提昇。

  朱豐龍也補充,他過去在公會或學校教學的時候,發現業界、學界普遍的問題是有心想做數位轉型,卻不得其門而入。「也有很多人誤會,以為數位轉型就要有新的商業模式,其實未必是如此。」

用導入實績說話 跳脫被動執行角色

  英業達雲網方案事業部經理江智偉進一步說明,過去大家雖然一直在談數位轉型、智慧製造,卻還沒跟上腳步,但是在5G時代真正來臨後,許多企業開始把5G當作改變的轉捩點,趁整個網路設備更新的時候,把之前想做的事情一氣呵成做起來。「畢竟企業受限於過去用了10、20年的IT架構,在數位轉型,包含企業上雲的這件事不見得這麼容易,因為大家普遍不想做『第一個吃螃蟹的人』(意指首先嘗試的人)。」江智偉幽默地說。「但現在他們看到英業達有了初步成績,就會想了解我們實際做起來的成果如何。」

  其實根據英業達的調查,發現電子業想要從5G得到的好處大同小異,不外乎是人員精簡、生產力提高、穩定度提高、成本降低;在工業4.0裡進行擴充,導入無線化、高資安、高行動力的終端設備。而5G在這些部分都扮演極為吃重的角色。所以當英業達首先將5G智慧工廠的運作成果展現在大家面前,並把提昇的數據展現出來時,就能吸引客戶。

  「這也是英業達5G智慧工廠與一般示範場域最大的不同,客戶看了真正投入運轉的成果後,會想儘早知道自己導入5G後能有怎樣的改變。未來我們面對客人時也能更清楚地說明可帶來的好處,這是以往我們以代工身分比較難做到的一塊。因為做代工是客人告知我們要做什麼,但英業達現在可以扮演主動的角色,無論提供服務或解決方案,都能搶先掌握客戶需求。」

更開放的O-RAN架構 拓展設備需求新藍海

  談到如何將5G導入智慧工廠,負責該專案的簡嘉南說,第一要務就是將5G架構建立起來,尋找可信賴的夥伴。他解釋,「英業達使用的5G架構是國際開放網路架構組織O-RAN(Open Radio Access Network) Alliance,其中包含核心網路(Core Network, CN)與無線接取網路(Radio Access Network, RAN)這2部分。開放網路架構就是集合許多符合規範的設備廠商,各自依照開放式架構介面去開發,最後再透過雲端、軟體進行運作,不用再依賴傳統電信設備。」

  簡嘉南強調,英業達最關注的是核心網路上雲這部分,因為5G在當初定義時已將雲計算考量進來,也就是要讓整個系統雲化(Cloudify)。「有別於以前一定要在昂貴的電信機房架設核心網路,修改調整不易,而且還要另外收費的狀況,現在核心網路變成靈活的雲化版本,企業更容易在上面運行各種應用,開發介面的界接也相對容易與方便,就像現在物聯網雲端的應用技術一樣。」

  他進一步解釋,開放式架構一方面可以使用便宜靈活的設備,而且還可以減少不必要的成本。「以5G企業專網為例,運用在工廠時就不需要某些功能,例如:可在高速公路上打電話等,企業就可以省掉多餘的成本支出,專注在所需要的領域。而且在開放架構裡有許多廠商可以選擇,能整合出經濟但又合乎需求的智慧工廠。這就是大家認為5G專網採用開放架構是最合適的理由,也是為何台灣許多資通訊業者都跳進來做,因為它可以隨時更換不同廠商,且台灣無論在成本上或靈活度上都極具優勢。」

破壞式創新誘發 AOI進化動能

  由於開放架構的5G是破壞式創新,還在剛起步階段,尚未有清楚定義與應用,因此英業達在選擇合作夥伴上,花了許多心思。「核心網路部分我們選擇跟微軟旗下的Affirmed Networks合作,首重它在大範圍、大容量、大乘載的核心網路解決方案上的經驗,並在功能完整性、資訊安全、網管、架構完整度以及5G大連結、大頻寬的支援上符合需求。尤其微軟是提供雲端服務的重要企業,而我們是提供方案還有基礎架構Total Solution的定位,雙方的角色可以互補。」簡嘉南分析。

  打好架構基礎後,英業達首先鎖定導入的就是誤判率較高的AOI檢測系統。由於其採用CCD鏡頭,再加上傳統演算法的限制,在判讀時若圖像有陰影、反光,就較容易產生誤判,仍需由真人進行複檢,使攸關產能的直通率下降。雖然AOI檢測系統原本就有導入AI,但AI辨識的精準度與效率需要大量的資料累積,而過往不同產線設備內建的AI都是各自為政,以致雖然掃瞄的圖像資料合計的總量相當龐大,卻無法獲得更有效的運用,而這個問題在導入5G後才找到更適切的解決方案。

  「之前產線的做法是透過有線加上WiFi來傳輸,為了讓訊號足以覆蓋全廠區,需要配置到8支WiFi與8個AP,除了有架設的困難度,還會產生蓋台Data Loss的問題。但5G導入產線後,運用它的低延遲特性,讓傳輸變得更快,也不會被蓋台,能讓所有產線上的AOI掃描圖檔完畢,直接上傳到雲端統一交由AI來判斷,當餵的圖像資料越多,訓練出的AI精準度也提昇得越快。」朱豐龍指著5G天線一邊解釋,以前的判別AI是在獨立各工作站、各伺服器中進行運作,但現在統一由中央控管後,除了有效管理設備,還能監控AI建模是否有瑕疵,一旦發生問題時便會迅速將瑕疵剔除掉,「所以以前是做AI,現在是去監控AI。」

  同時,英業達也將5G導入在各工作站間運送料件或半成品的AGV上。以前用WiFi一旦碰到蓋台問題,搬運中的AGV就會停下來,影響下一個工作站的運轉,導致產能降低。在導入5G後,這些困擾自然迎刃而解,「現在只要裝設1組5G天線就夠了,效能與便利性差很多。」

建立全新Mindset 轉型解決方案提供者

  從2019年起的全力籌備期,再到2021年已實際將5G運用於自家智慧工廠的現在,英業達擁有完整的5G導入經驗,讓蔡枝安對未來將開啟的新市場前景相當有信心,「起初想法只是要驗證自家商品在實際應用上是OK的,但是當我們全方位深入後認為,英業達現在不僅可以繼續賣硬體,還有實力將5G基礎建設整廠輸出,打造出另一個獨立的商業模式,作為5G架構基礎建設的解決方案提供者。」

  不過要從代工廠轉為解決方案提供者,可想而知必須面臨企業文化層面的許多挑戰。「尤其一個組織數千人,一開始只有少數人在做新的東西,所以這群人對新服務的信仰要比其他人更堅定,才能再向外影響別人。創新不能只有少數人來做,但坦白說這也是比較困難的部分,畢竟目前公司9成以上的生意都跟這項創新沒有關係,所以自己的Mindset要先調整好、功課做足,才能進一步爭取資源、建立影響力。」

  江智偉補充,大家做代工、做硬體久了,多數時間容易將目標聚焦在如何於硬體上加值,但就像台灣許多資通訊業者常在想,除了做硬體代工外,該怎樣提昇自我價值?這就是轉型的開始。他強調,最激勵整個專案團隊持續專注用心、達成任務的關鍵,還是在於英業達高層相當支持這樣的加值想法,並願意給予資源讓它變成一個正式服務項目。

  至於在導入5G之後,蔡枝安說,2021年英業達智慧工廠的目標設定在持續提昇產能,計畫將AGV與智能倉儲、無人堆高機結合,從產線端到倉儲端的移動運輸做無縫而順暢的串聯,以達成更佳的效能。此外也將研究導入虛擬實境(VR)和擴增實境(AR),透過實戰的5G智慧工廠環境,加快工程師的學習速度,這也將是英業達留才的祕訣之一。

  從智慧工廠到導入5G的新智造工廠,再從執行代工任務的製造大廠到提供解決方案的經驗分享者,英業達團隊正摩拳擦掌,準備幫助更多有心導入5G的客戶,打造堅強的5G智慧工廠執行力。

 

【完整內容請見《能力雜誌》2021年5月號,非經同意不得轉載、刊登】
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