当传统制造业面临少量多样的定制化需求增加，却同时需解决招工不易等课题时，工厂从现行的人工、自动化作业迈向“智能工厂”成为必然趋势。然而未来智能工厂若想做到良率、效率的提升，还要能够适应像是COVID-19的疫情挑战，仅以个别机器独立运行的模式已无法满足，取而代之的将是由各式固定及移动机器人自主协作，达到端到端能互相“沟通”，如同人类即时协调的作业模式！
但想达到智能工厂的该目标，“串联”各个机台并达到“即时传输”的技术就相当重要。随着5G时代的来临，其大带宽、大连接、低延迟特性已解决即时传输的需求，但如何做到串联各机台，甚至让彼此之间能互相协作呢？
未来工厂如何提升运营性能？让机器如同人做到“自主协调”！
近年积极布局智能制造软硬件集成的凌华科技，针对机器人协作的方式提出了“群机智主”（Swarm Autonomy）概念。凌华科技新时代机器人平台业务处王健豪博士指出，“Swarm Autonomy是指工厂内各机台设备都具备自主运行、智能沟通的能力，可说是物联网概念的进一步扩展，更强调机器的自主性与系统扩张性，这也是我们认为未来智能工厂中各机台交互运行的面貌！”
以工具机制造专长的友嘉集团，近年也了解到客户因为人力缺乏与需求转变，对于物流、检测以及技术服务都有迫切的升级需求。因此在2017年与凌华展开智能化未来工厂的建造计划，友嘉集团智能制造与数据服务部林勤喻总经理分享，“过去工厂导入机器人或自动化设备只是用来取代人力。但未来将以人机协作为主，必须结合智能功能，才能为工厂运营创造更高的价值。”
凌华如何让机器人从单向信息接收到“群机智主”的互相沟通？
而Swarm Autonomy这样的目标该如何落实呢？关键便是“即时边缘通信系统”（Data Distribution Service，DDS），通过该技术凌华成功让机器与机器之间能即时传输数据并快速回应，解决机器间平行、透明、即时的沟通需求。
王健豪博士表示，DDS是由凌华在2015年并购英国公司PrismTech后引进的一项技术，过去主要是用在军事航天领域，大幅改善了传统主从式（Client/Server）架构的缺点，采用发布/订阅式（Pub/ Sub）架构的点对点、分布式通信，具备优异的稳定性与可靠性，且它是一个中间件，传统工厂在导入时不用花费大量成本，也不必更换现有的硬件设备设备。
不过，过去因为DDS的技术门槛高，市场并不普及，然而随着次世代机器人操作系统（ROS 2）在2017年把DDS纳入其通信层后，大幅降低了DDS的应用门槛，让更多人都能轻松利用分布式通信带来的效益。
创造最即时的沟通成效！DDS结合5G提升机器人的反应速度
王健豪博士分享，虽然DDS这个中间件可适用于不同的底层通信硬件，但怎么做到从自主移动机器人到自动化产线等异质性设备之间能“即时沟通”，就必须靠5G的高可靠度与低延迟特性！而DDS技术如何在台湾与5G顺利结合？凌华找上具有丰富前瞻技术经验的资策会协助落地应用。
资策会先进通信系统中心王德仁协理表示，“DDS具有QoS（服务品质）机制，可确保资料传输的品质，是与5G的理想结合，可提供从通信层到资料层的良好串联。”
林勤喻总经理也指出，“布局智能工厂时需考虑弹性生产、以及工厂扩容性、快速换线等各种需求。而DDS是一个中介层，可适用于有线/无线或多种无线技术共存的制造环境中，又具备高可靠度特性，再结合5G的低延迟与高速传输，将能大幅提升机器人等自动化设备的敏感度与反应速度。”
导入AMR/AOI/MR 3大应用，改善制造业良率、效率、停机问题
目前5G结合DDS技术已实际构建于新竹湖口岩田友嘉工厂内的工业级喷枪生产线，由AMR（无人搬运车）、AOI（自动光学检查）、以及MR（AR/VR混合实境）智能眼镜3大应用打造真正的5G未来工厂。
首先，以智能工厂最讲求的“效率”为例，过去由人工搬运可能会有开小差或需要休息的问题，但通过AMR的布局将能达到未来关灯工厂的需求，加上5G+DDS所具备的优异扩容性，可依据不同的生产流程迅速调整搬运路线，大幅提升生产弹性。林勤喻总经理分享，未来若是应用在更大的场景、更多台AMR同时协作，将更能凸显5G+DDS的效益。
同时，“良率”也是追求效率的同时，不能忽略的指标之一，过去工厂多以人工方式进行产品检测，但常常发生检测品质不稳定、甚至数据输入错误的状况，目前友嘉通过导入凌华搭载AI技术的AOI机器视觉设备检测喷枪水渍，借由5G快速完成图片的传输，以及光学仪器的取像调整，不仅良率提升15%，更排除掉人为、数据出错的机会，让生产成本降低20%。
再者，“事故停机”更是制造业生产中重大的隐形成本，像是今年受限于疫情，老师傅或运维厂商无法即时移动协助排解机器停机的问题，资策会借由“MR眼镜”的应用协助友嘉创建远程支持服务的能力。林勤喻总经理解释，“当客户机台有问题时，现场人员可利用MR眼镜把图片传回给我们的技术人员，再通过结合机台参数的判读，能够第一时间解决客户问题。”
他认为，新技术导入除了为公司带来有形价值之外，更重要的是激励员工自主学习、思考未来工作可能性的无形效益。同时，也借由更多生产流程与机台数据的积累，配合友嘉自行开发的数据分析平台，未来将能提供更完整的解决方案与数据服务给客户。
5G结合DDS智能工厂生态圈模块成型，加速开发不同制造需求
在凌华、友嘉和资策会的共同合作下，率先在打造了一条5G示范生产线。事实上，5G结合DDS在智能工厂的应用，即使在海外也仍是处于草创期。
为了进一步扩大应用，王德仁协理表示，资策会除了进行前瞻技术研究之外，将以成立工作小组的方式，广邀像是凌华这样的制造业及5G专网设备企业加入，提供像是5G服务器或是集成式的5G小型基站等产品，来推动此技术的成熟发展，未来甚至可把智能工厂解决方案输出到海外。
王健豪博士也认同说，智能工厂的范畴很大，不是一家公司可以独力完成的，需通过集成包括Intel等软硬件即时技术平台供应商，以及传感器、系统集成企业，和友嘉这样愿意投资与实际应用的终端用户等众多合作伙伴一起创建完整的智慧工厂生态圈。
而凌华目前也将针对ROS 2/DDS结合5G技术，开发出一套软硬件集成的解决方案，相信未来不管是智能工厂、智慧城市或是自动驾驶汽车都将有更多点对点的通信需求，而这些需求就能借由凌华的控制器协助客户平台加速开发！