凌華科技「群機智聯」打造台灣首條5G+AMR無人工廠示範線

在凌華、友嘉和資策會的共同合作下，率先在台灣打造了一條5G示範生產線。

文｜凌華科技

近年積極布局智能製造軟硬體整合的凌華科技，針對機器人協作的方式提出了「群機智聯」（Swarm Autonomy）概念。凌華科技新世代機器人平台事業處王健豪博士指出，「Swarm Autonomy是指工廠內各機台設備都具備自主運作、智慧溝通的能力，可說是物聯網概念的進一步擴展，更強調機器的自主性與系統擴張性，這也是我們認為未來智慧工廠中各機台互動運作的樣貌！」

凌華如何讓機器人從單向信息接收進化到「群機智聯」的互相溝通？

Swarm Autonomy這樣的目標該如何落實？關鍵就是「數據分散式服務」（Data Distribution Service，DDS）通訊技術，通過此技術凌華成功讓機器與機器之間能實時傳輸數據並快速響應，解決機器間平行、透明、實時的溝通需求。

凌華的機器人控制器ROScube整合ROS 2機器人操作系統，默認使用凌華的DDS。王健豪博士表示，DDS是由凌華在2015年併購英國公司PrismTech 後引進的一項技術，過去主要是用在軍事航天領域，大幅改善了傳統主從式（Client/Server）架構的缺點，採用發布/訂閱式(Pub/Sub)架構的點對點、分散式通訊，具備優異的穩定性與可靠性，且它是一個中間件，傳統工廠在導入時不用花費大量成本，亦不必更換現有的硬體裝置設備。

不過，過去因為DDS的技術門坎高，市場並不普及，然而隨著次世代機器人操作系統（ROS 2）在2017年把DDS納入其通訊層後，大幅降低了DDS的應用門坎，讓更多人都能輕鬆利用分散式通訊帶來的效益。

創造最實時的溝通成效！DDS結合 5G 提升機器人的反應速度

王健豪博士分享，雖然DDS這個中間件可適用於不同的底層通訊硬體，但怎麼做到從自主移動機器人到自動化產線等異質性設備之間能「實時溝通」，就必須靠 5G的高可靠度與低延遲特性！而 DDS 技術如何在台灣與 5G 順利結合？凌華找上具有豐富前瞻技術經驗的資策會協助落地應用。

資策會先進通訊系統中心王德仁協理表示，「DDS具有QoS（服務質量）機制，可確保數據傳輸的質量，是與5G的理想結合，可提供從通訊層到數據層的良好串聯。」

DDS是一個中介層，可適用於有線/無線或多種無線技術共存的製造環境中，又具備高可靠度特性，再結合5G的低延遲與高速傳輸，將能大幅提升機器人等自動化設備的敏感度與反應速度。

導入5G+AMR/AOI/MR 3大應用，改善製造業的良率、效率、停機問題

目前凌華、友嘉與資策會三方已在新竹湖口岩田友嘉工廠布建AMR（無人搬運車）、AOI（自動光學檢查）、以及AR（擴增實境）智能眼鏡 3大應用，不僅提升 15% 良率，更降低 20% 成本。

5G結合DDS技術已實際建置於新竹湖口岩田友嘉工廠內的工業級噴槍生產線，由AMR（無人搬運車）、AOI（自動光學檢查）、以及MR（AR/VR混合實境）智能眼鏡 3大應用打造真正的5G未來工廠。

首先，以智慧工廠最講求的「效率」為例，過去由人工搬運可能會有開小差或需要休息的問題，但透過AMR 的布署將能達到未來關燈工廠的需求，加上5G+DDS所具備的優異擴容性，可依據不同的生產流程迅速調整搬運路線，大幅提升生產彈性。林勤喻總經理分享，未來若是應用在更大的場域、更多台AMR同時協作，將更能凸顯5G+DDS的效益。

同時，「良率」也是追求效率的同時，不能忽略的指標之一，過去工廠多以人工方式進行產品檢測，但常常發生檢測質量不穩定、甚至數據輸入錯誤的狀況，目前友嘉透過導入凌華搭載AI 技術的AOI機器視覺設備檢測噴槍水漬，藉由5G快速達成影像的傳輸，以及光學儀器的取像調整，不僅良率提升15%，更排除掉人為、數據出錯的機會，讓生產成本降低20% 。

再者，「事故停機」更是製造業生產中重大的隱形成本，像是今年受限於疫情，老師傅或運維廠商無法實時移動協助排解機器停機的問題，資策會藉由「MR眼鏡」的應用協助友嘉建立遠程支持服務的能力。林勤喻總經理解釋，「當客戶機台有問題時，現場人員可利用MR眼鏡把影像傳回給我們的技術人員，再透過結合機台參數的判讀，能夠第一時間解決客戶問題。」

在凌華、友嘉和資策會的共同合作下，率先在台灣打造了一條5G示範生產線。事實上，5G結合DDS在智慧工廠的應用，即使在全球也仍是處於草創期。

王健豪博士也認同說，智慧工廠的範疇很大，不是一家公司可以獨力完成的，需透過整合包括Intel等軟硬體實時技術平台供貨商，以及感測器、系統整合業者，和友嘉這樣願意投資與實際應用的終端用戶等眾多合作夥伴一起建立完整的智慧工廠生態圈。

而凌華目前也將針對ROS 2/DDS結合 5G技術，開發出一套軟硬體整合的解決方案，相信未來不管是智慧工廠、智慧城市或是自駕車都將有更多點對點的通訊需求，而這些需求就能藉由凌華的控制器協助客戶平台加速開發！