產學合作深化製造業革新 共創智慧製造新時代

逢甲大學工業工程學系

智慧製造 塑造未來產業新風潮

全球製造業正站在歷史轉折點，迎接第四次工業革命與數位轉型浪潮。主要驅動力來自對數據與資訊技術的革新，包含物聯網、人工智慧、先進製造技術的整合。智慧製造則在這場變革中嶄露頭角，驅動整個製造業的數位轉型。從中美貿易的競爭與席捲全球的COVID-19疫情，全球供應鏈斷鏈與重組，無疑是這場變革的催化劑。製造業被迫重新思考和調整其運營方式，迫使製造產業在風雲變幻的環境中加速數位轉型的進程，加速推動資訊科技（IT）與營運技術（OT）的深度融合。在工業4.0的驅動，工業工程在智慧製造領域扮演著關鍵的角色。精實生產管理提升生產流程的效率、最佳化技術優化生產力、人工智慧技術與大數據分析實現製程即時監測與精準控制，提升製程良率與產品品質。  

深化學界與實踐的緊密聯繫
攜手打造卓越的產學夥伴關係

逢甲大學工業工程與系統管理學系周哲維教授主持的先進智慧製造系統研究室，致力解決製造產業痛點問題，並將學術研究與產業問題的應用相結合，為產業發展注入新動能。研究室與產業夥伴深度合作，透過產學合作，解決產業問題，也深化學界與產業的鏈結。

生產系統模擬，虛實整合之基石

系統模擬，尤其是生產系統的仿真模擬，在智慧製造的發展扮演著重要的角色。生產線仿真建模技術提供了一個實驗性的模擬環境，允許決策者在規劃階段評估各方案可行性。透過實驗設計進行生產情境分析，提前發現潛在的瓶頸；並透過方案調整設計與配置，優化整體生產效能。另一個模擬的優勢是風險評估，透過引入不同的生產條件和變數。在模擬環境中評估可能的風險並制定相應的應對策略，有助於降低實際生產中可能發生的意外事件對生產系統的衝擊。總而言之生產線仿真模擬在智慧製造中不可或缺，透過這項技術，製造業能夠更加敏捷地應對未來的挑戰，實現更高水平的效率和競爭力。

周哲維教授研究團隊與巨大機械合作，開發自行車製造廠數位模擬模型，建置整廠生產線模擬模型，讓使用者能依據不同生產情境進行模擬實驗，制定生產策略和計劃，評估新廠產能規劃。接續前期研究，研究團隊著手開發排程調度演算法，運用基因演算法優化生產排程，協助生管人員能夠迅速進行有效的資源調度，提升排程效率。

在教學中融入實際產業問題的應用，實踐行勝於言精神，實際設計和解決產業中遇到的實務問題。學生參與2022元宇宙智造生產策略模擬競賽，以「自行車生產系統之最佳抽檢頻率模擬」獲得銅獎；參與2023元宇宙創未來工業生產策略模擬競賽，以「模擬自行車工廠探討等待時間之優化」專案摘得銀獎、「透過VSM運用系統模擬優化紡織工廠之生產」摘得銅獎。透過模擬技術對實際生產系統問題進行模擬與分析，進而提出改善方案。不但可減少學用落差，增加未來的就業率和工作實力。 

學生參與2023元宇宙創未來工業生產策略模擬競賽。

AI智慧製造

周哲維教授與逢甲大學資訊工程學系許懷中教授領導人工智慧研究中心合作，共同參與台灣人工智慧學校與台中精機的產學合作–「AI風火輪開源平台金屬加工基礎模型開發與場域驗證」。台中精機致力於工具機開發和功能，貼近客戶真實的加工需求和問題。特別是高精密度加工車床生產的工件具有高精度和高單價的特性，在製造過程中需要極高的精確度，以符合嚴苛的設計和性能規範，其工件在特定應用中的具備極高價值。  

周哲維教授與逢甲大學資訊工程學系許懷中教授領導人工智慧研究中心合作，共同參與台灣人工智慧學校與台中精機的產學合作–「AI風火輪開源平台金屬加 工基礎模型開發與場域驗證」。

研究團隊協助台中精機開發「車床加工品質與刀具磨耗AI預診系統」的新技術。這項創新技術透過AI自動判讀刀具的即時狀況，成功延長刀具的使用效益，提高產品的良率，旨在提升車床在高階市場的競爭力。該系統主要用於提前發現刀具異常，降低報廢成本，同時確保製程精度，目前已成為高精密度加工車床的理想選擇。同時，建構AI智慧製造開放平台，開發智能製造功能模組，解決製造現場在機台、製程良率和生產流程方面的痛點問題。具體而言，系統提供了AI功能模組，包括加工品質特性預測、機台健康診斷等，協助企業提升生產效率和品質良率，提高產品自身價值，為客戶提供更高附加價值的服務，進一步提升企業核心競爭力。

這次的產學合作推動工具機產業的轉型升級，其中一項主要動力是人工智慧技術的應用。AI技術的引入為工具機產業注入了新的活力，利用深度學習和大數據分析，使工具機更加智能化。製造工廠可以實現高效率、低成本、以及更高質量的產品。  

研究團隊與勤美集團產學合作，執行「整合機器視覺辨識技術之創新應用：鑄造廠生產工件數量監控」計畫，解決鑄造業在3K產業，即髒亂（kitanai）、辛勞（kitsui）和危險（kiken）在生產管理的議題。開發一套基於電腦視覺辨識技術的即時計數系統，利用深度學習模型演算法進行鑄件識別，透過多物件追蹤演算法，以解決製造現場人為計算錯誤與誤差，以及鑄件難以追蹤問題，即時掌握生產狀況，並精確計算生產線鑄件數量。

逢甲大學工業工程與系統管理系透過產學合作，強化學術研究與產業應用結合的優勢、研究AI智慧製造技術的創新，深化與產業夥伴的鏈結，致力推動台灣製造產業智慧製造的發展與數位轉型。