一機千里連線．萬機敏捷效能盡現 - 跨製程智慧戰情網

數位轉型這些年來，由大企業擔任領頭羊陸續導入產線數位化，而這波仍在進行中的新冠疫情，也成為數位化加速器，逼著各產業不得不為形勢而轉。一時之間，原先感覺離我們還有段距離的數位轉型，頓時來的又快又急。

對數位轉型而言，不論是否受疫情催化，回到產業根本競爭力的考量下，掌握更精準、更即時的產線現況及生產品質，才能持續在國際舞台上保有核心競爭優勢。特別是「機能性紡織品」不斷往愈高階機能研發的路上，製程將更繁複、更冗長。如過程中，製程參數與生產履歷沒有紀錄或不完整，只仰賴老師傅經驗，那麼上述，我們談到要達到更精準、更即時掌握產線品質及現況的目標，不僅遙不可及，對於未來發展亦將茫然無所方向。但中小企業，在財力、物力與人力資源皆難以跟進大企業的情況下，該何去何從？

紡織製造數位化從何做起？資料、軟體通用化是重點

在導入紡織製造數位化前，必須了解紡織產業供應鏈中，設備各有不同廠牌，各機型亦有新舊雜陳，因此設備參數擷取、資料格式標準化與軟體（服務）通用化是產業轉型需跨越的門檻。概要說明如下：

1. 不同設備缺乏統一通訊標準，資料擷取具困難度。
2. 不同製程、不同設備、不同廠牌，無既定資訊模型，開發通用性軟體困難高。
3. 許多設備各自獨立開發智慧機上盒（SMB）或是AI模組，但缺乏標準化，軟體或模組彼此移轉不容易，用來進行資料擷取的監控體系及應用軟體無法共用，整合難度很高。
4. 應用雲端服務時，若地雲環境無標準化，共用性雲端服務將需要克服層層整合困境。

跨製程智慧戰情網，為紡織產業打造「下世代”智”造的數位轉型」

紡織所身為台灣紡織產業的法人研究單位，已為紡織產業打造「下世代”智”造的數位轉型」進行暖身。起手式即墊基數位轉型的第一步，建置「跨製程智慧戰情網」，透過紡織設備聯網（IoT），將不同場域的設備進行數據串流，建置可掌握跨域數據串流的智慧模組。並將跨製程參數數據及時化、可視化，完整呈現在紡織機械雲服務驗證場域雛型。透過「跨製程智慧戰情網」獲取智慧設備聯網傳送來的即時數據後，即可跨時空即時討論、立即回應製造現場變化，達到高效率敏捷管理。

目前，紡織所透過「製程設備SaaS先期探索」與「跨製程產品場域驗證」，已完成9項設備的數據串流可視化，包含：粗紗機、精紡機、假撚機、梭織機、圓編機、打色滴定機、染色機、浸漬設備、定型機。透過如下案例說明：

1. 以「假撚數據上雲」為例，透過訊號擷取方法，掌握假撚張力數值，並傳上雲端進行數據的儲存與分析，達成即時資料數據的呈現（如圖1所示）。

圖1 假撚機上雲可視化監控系統
 

2. 織造段透過智慧訊號擷取方法，將傳統針織機台加上各項訊號擷取器，提供張力、轉速效率等數據，並搭配視窗可視化程式讓資料數據即時呈現，達成舊設備活化與雲端化（如圖2所示）。

圖2 針織機智慧機上盒可視化監控系統
 

3. 染整段「AI染整智慧場域」則建置兩大智慧調控重點：

(1) 上色監控：傳統染色作業須製程結束後才得知染色對錯，即所謂「出缸判生死」。改由透過上色監控模組開發，可以讓染色過程即時呈現，並提供溫度與上色變化數據做為優化依據。

(2) 定型監控：為「定型」監控烘室濕度、布面溫度、出口布的含潮率，有效控制定型品質、控管能源耗用。

「染整智慧場域」彙整了「智慧染色」、「智慧整理」、「智慧監控」、「智慧串流」、「智匯中心」，逐步建立AI模組，將老師傅經驗數位智慧化，有效控管複雜的染整製程變化，提升其高階製造能力（如圖3~圖6所示）。

圖3 染色上色智慧監控模組

圖4 染色上色智慧監控模組介面

圖5 定型機智慧調控模組
 

圖6 定型機智慧調控模組介面
 

除上述之外，紡織所亦將逐步進行製程設備AI「軟體即服務」（SaaS，Software as a Service；使用者取得軟體後便可立即使用，不需參與繁複的開發過程）的研發順序與時程之探索研究，經過數據品質與資料可行性篩選，估算研發時程，再以驗證場域基礎架構，透過兩大產品生產線（長、短纖）為載體，驗證各製程可視化及相應製程設備先期探索應用模組，作為數位轉型之奠基。

異場域資料庫同步化：以紡織所南北場域戰情中心為例

為實現「跨製程智慧戰情網」，紡織所已於南北場域建置戰情中心，達到台北土城及雲林斗六兩個場區之設備資料同步化的里程碑。將置於不同場區的紗線、織造、染整等紡織製程製造鏈上下游關鍵設備（如前述9種機台設備）進行聯網作業，並擷取9台機台數據資料，匯集到伺服器，讓異場區的設備資訊同步化。如此一來，各製程的關鍵設備可各自擷取數據，再傳輸至該場域的伺服器，同時，兩個場域之間也在數據資料上相互備援。同時，運用「雙機熱備」，將中心伺服器安裝成互為備份的兩台伺服器，並且在同一時間內只有一台伺服器運行。當其中運行的一台伺服器出現故障無法啟動時，另一台備份伺服器會迅速的自動啟動並運行（僅需2分鐘左右），從而保證整個網絡系統的正常運行，為整個網絡系統的中心伺服器提供故障自動恢復能力。

因此，異場域資料庫同步化，將可達到：

1. 兩場域互相備份資料；
2. 兩場域即時性數據管理與應用（如圖7所示）。

圖7 紡織所跨製程9機聯網，南北場區同步智慧戰情網
 

此外，接續數據擷取、聯網、南北資料同步與建置示範性可視化智慧模組（紡紗、染色、定型機等三種設備，皆已進行AI試建模測試）後，紡織所將再進行相關智慧模組研發時程先期探索估測，做為未來實現無縫智慧串流上中下製程訂單（紗線、織造、染整）的運作雛型。

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