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供應(yīng)鏈韌性在疫情時(shí)代成為制造業(yè)內(nèi)的熱門議題，業(yè)界廠商加速自動(dòng)化腳步，持續(xù)導(dǎo)入增加生產(chǎn)彈性與效率的方案。對機(jī)械手臂廠商而言，提供符合多元產(chǎn)業(yè)需求的方案是一大挑戰(zhàn)，因此ABB機(jī)器人在2021臺(tái)北國際自動(dòng)化展中展出與不同領(lǐng)域的伙伴合作，所開發(fā)適用于半導(dǎo)體、電動(dòng)車、金屬加工領(lǐng)域的解決方案(圖1)。中國臺(tái)灣工研院則展出應(yīng)用彈性極佳的模組化機(jī)械手臂，以及可模擬人類動(dòng)作的智慧型機(jī)器人，未來擬延伸應(yīng)用到醫(yī)療與服務(wù)型機(jī)器人等領(lǐng)域。
工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用蓬勃發(fā)展的同時(shí)，資安問題帶來的威脅也日益增加。對于工控系統(tǒng)的管理者來說，工廠遭受駭客攻擊導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，將造成龐大的損失。同時(shí)工廠可用于資安維護(hù)的算力與功耗資源與IT環(huán)境不同，TXOne便針對OT所須的資安防護(hù)推出軟體與隨插即用的解決方案，協(xié)助工廠在邁向生產(chǎn)自動(dòng)化的過程中，避免資安漏洞帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 ABB于自動(dòng)化展展出與合作伙伴，針對半導(dǎo)體/金屬加工等產(chǎn)業(yè)提出的機(jī)械手臂方案
ABB手臂橫跨半導(dǎo)體/金屬加工/智慧物聯(lián)
ABB為了拓展機(jī)械手臂在多元領(lǐng)域的應(yīng)用，攜手華碩智慧物聯(lián)網(wǎng)(ASUS IoT)、友達(dá)光電(AUO)、達(dá)詳自動(dòng)化(DSA)、碁仕科技(G4)及新臺(tái)通商(SINTAI)，為金屬加工、半導(dǎo)體製造等應(yīng)用場景提供自動(dòng)化方案，并推出重視安全性與應(yīng)用靈活度的協(xié)作型機(jī)器人，滿足業(yè)界持續(xù)增加的人機(jī)協(xié)作需求。針對金屬加工應(yīng)用，ABB與達(dá)祥自動(dòng)化合作開發(fā)汽車及週邊零件製造所需的機(jī)器人技術(shù)，機(jī)械手臂結(jié)合ABB軟體中的力道感測功能，調(diào)整機(jī)械手臂施加在工件上的力道，提升手臂加工的精準(zhǔn)度。另一方面，ABB針對半導(dǎo)體自動(dòng)化與友達(dá)合作自主移動(dòng)機(jī)器人智慧移載方案，由AMR搭配協(xié)作型機(jī)器人，在晶圓廠已經(jīng)高度自動(dòng)化的產(chǎn)線中，滿足工站與工站之間搬運(yùn)晶圓的需求。
隨著電動(dòng)車市占快速增加，ABB機(jī)器人及離散自動(dòng)化事業(yè)部副總經(jīng)理蔡景淳指出，電動(dòng)車相關(guān)供應(yīng)鏈導(dǎo)入自動(dòng)化的成長速度可能比半導(dǎo)體更快，加上電動(dòng)車的電池、馬達(dá)都是有別于傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的新藍(lán)海，持續(xù)有廠商積極投入。雖然中國臺(tái)灣沒有整車廠，但是有Tier 1車廠的供應(yīng)鏈，保有油車與電動(dòng)車共有的車身、保險(xiǎn)桿等技術(shù)優(yōu)勢，加上電動(dòng)車打破傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈既有的模式，中國臺(tái)灣很有機(jī)會(huì)進(jìn)入國際的電動(dòng)車供應(yīng)鏈。
順應(yīng)電動(dòng)交通工具的發(fā)展趨勢，包含電動(dòng)車齒輪、電池殼、腳踏車與汽車車身的拋光、研磨等，自動(dòng)化的金屬加工系統(tǒng)便有很多的應(yīng)用機(jī)會(huì)。從汽車製造的角度觀察，達(dá)祥自動(dòng)化總經(jīng)理黃皓倫認(rèn)為，電動(dòng)車、電動(dòng)機(jī)車與電動(dòng)腳踏車的市場已經(jīng)快速成長，中國臺(tái)灣不少廠商投入電動(dòng)車供應(yīng)鏈，全球電動(dòng)自行車的訂單也大幅增加。而達(dá)祥自動(dòng)化與生產(chǎn)電動(dòng)車齒輪的客戶合作，建置自動(dòng)化生產(chǎn)電動(dòng)車齒輪的產(chǎn)線，且已經(jīng)成功生產(chǎn)100件產(chǎn)品，并將持續(xù)與ABB合作擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
工研院雙臂機(jī)器人醫(yī)療應(yīng)用潛力足
機(jī)器人的市場規(guī)模隨著業(yè)界加速自動(dòng)化腳步大幅成長，研究單位也持續(xù)投入機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)，推出更有彈性的應(yīng)用。中國臺(tái)灣工研院于自動(dòng)化展展出的機(jī)器人研發(fā)成果，包含獲得R&D 100獎(jiǎng)項(xiàng)的關(guān)節(jié)模組化手臂，透過模組化的設(shè)計(jì)，在減輕機(jī)械手臂重量的同時(shí)，強(qiáng)化協(xié)作型機(jī)器人的工作效率；此外，高靈活度的雙臂機(jī)器人具備類似人類手指的設(shè)計(jì)，可以多角度旋轉(zhuǎn)、抓取不規(guī)則物體，以及完成彈鋼琴等動(dòng)作，未來擬率先應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域中。
其中，模組化機(jī)械手臂大幅減少機(jī)身重量，使用者可以將整組手臂，包含控制系統(tǒng)裝進(jìn)一個(gè)箱子中搬運(yùn)，帶到任何需要使用機(jī)械手臂的地點(diǎn)。當(dāng)此款手臂帶到應(yīng)用場域中，受益于模組化優(yōu)勢，可以任意組合、堆疊，彈性符合多元的應(yīng)用需求。中國臺(tái)灣工研院機(jī)械所智慧機(jī)器人技術(shù)組組長黃甦說明，模組化且方便攜帶的特性，有助于實(shí)現(xiàn)服務(wù)型機(jī)器人的應(yīng)用。
而雙臂機(jī)器人的特點(diǎn)則是高度模仿人類，除了有雙臂設(shè)計(jì)，兩臂上也各自有5根手指，搭配人工智慧軟體與攝影鏡頭，整合機(jī)器人的手、眼、腦功能。黃甦指出，以往工廠中的機(jī)械手臂或機(jī)器人，須要因應(yīng)工作內(nèi)容搭配特定的客製化夾具，但是在少量多樣的生產(chǎn)模式下，依照不同的工件需求分別客製不同的夾爪，較不具成本效益。而模仿人手的機(jī)械手臂則可以靈活完成多元的工作。醫(yī)療方面，傳統(tǒng)義肢較不具有靈活性，因此有醫(yī)師與工研院接洽，此款手臂有機(jī)會(huì)延伸製作成可整合人體訊號(hào)的義肢。雙臂機(jī)器人主要的技術(shù)突破，在于將馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)與感測器設(shè)計(jì)進(jìn)小尺寸的機(jī)器人手指中，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可完成精密動(dòng)作的成果。
TXOne力推工控資安解方
隨著製造業(yè)工廠導(dǎo)入自動(dòng)化，工控環(huán)境遭受的資安攻擊事件層出不窮，業(yè)界亟需強(qiáng)化系統(tǒng)安全，防止駭客攻擊造成工廠停工等巨大傷害。目前市場上常見將IT資安的方案應(yīng)用到OT環(huán)境，然而OT環(huán)境重視的資安項(xiàng)目與設(shè)備適合的防護(hù)形式與IT不同，須要採用針對工控環(huán)境開發(fā)的資安方案，才能有效強(qiáng)化工廠的系統(tǒng)安全。
TXOne Networks執(zhí)行長劉榮太博士指出，當(dāng)工控系統(tǒng)受到駭客攻擊影響生產(chǎn)效率，工廠因此停機(jī)，就需要付出龐大的回復(fù)成本。因此需要建立OT零信任的環(huán)境，透過驗(yàn)證存取、連線的裝置，確保機(jī)臺(tái)不會(huì)受到惡意程式攻擊。而且OT與IT系統(tǒng)之間需要隔離，OT系統(tǒng)中每條產(chǎn)線也應(yīng)該進(jìn)行微隔離(Micro segmentation)，以免系統(tǒng)中任一位置受到攻擊后擴(kuò)散，才能控制資安攻擊影響的范圍。
由于IT與OT系統(tǒng)所用的協(xié)議不同，且工控所用的模式多半固定，加上系統(tǒng)可用的資源有限，因此工控資安軟體可以辨認(rèn)不用額外檢查的原廠CA憑證，并且採用機(jī)器學(xué)習(xí)辨識(shí)常用的協(xié)議與白名單，就不用重複驗(yàn)證協(xié)議與比對白名單，達(dá)到降低資源消耗的目的。同時(shí)TXOne推出隨身碟型式的離線防毒產(chǎn)品，只要將隨身碟插入設(shè)備，即可掃描設(shè)備中是否有惡意程式，適合應(yīng)用在設(shè)備新/舊不一，或者需要彈性檢測的工控場域中。
製造業(yè)自動(dòng)化除了需要相應(yīng)的機(jī)械手臂、自主移動(dòng)機(jī)器人、視覺系統(tǒng)等方案支援，還需要透過完善的資安防護(hù)降低停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。相比IT資安重視資料的隱私與完整性，保護(hù)OT資安的主要目標(biāo)是確保產(chǎn)線順利運(yùn)作，避免停工造成的龐大損失。同時(shí)工控系統(tǒng)資源有限，無法執(zhí)行須要強(qiáng)大功耗與效能支援的防毒軟體，因此能夠比對白名單并應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的OT資安軟體，可在工控設(shè)備資源有限的前提下，彈性且完整的保護(hù)OT資訊安全，確保工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)作。
制造業(yè)自動(dòng)化重視設(shè)備靈活度
機(jī)械手臂是製造業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備，對手臂廠商如ABB而言，必須與業(yè)界廠商合作，才能加速手臂在產(chǎn)業(yè)內(nèi)落地應(yīng)用，且符合不同領(lǐng)域的工廠需求，因此ABB與達(dá)祥自動(dòng)化與友達(dá)等廠商合作開發(fā)自動(dòng)化方案，開拓機(jī)械手臂的應(yīng)用潛能。此外，機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)腳步飛快，技術(shù)上已經(jīng)能成功生產(chǎn)可高度模仿人類動(dòng)作的雙臂機(jī)器人。即便雙臂機(jī)器人尚未應(yīng)用在實(shí)際場域中，但是整合視覺、人工智慧與動(dòng)作靈活的設(shè)計(jì)，可能率先導(dǎo)入精密度需求較高、可接受的成本范圍也較大的醫(yī)療應(yīng)用中，未來將會(huì)隨著不同領(lǐng)域的需求客製調(diào)整，廣泛應(yīng)用到工業(yè)等領(lǐng)域。
另一方面，OT資安是維持自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵面向。隨著IT與OT的整合以及製造業(yè)的營收不斷成長，工控系統(tǒng)成為駭客的目標(biāo)，全球的工廠與國家基礎(chǔ)建設(shè)傳出不少資安攻擊事件，促使業(yè)界與政府對工控資安議題的重視提升。當(dāng)製造業(yè)兼顧手臂應(yīng)用、機(jī)器人靈活性與資安維護(hù)，提升自動(dòng)化程度的歷程必能事半功倍。
