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软硬合体智慧制造平台化━虚实整合贯通产销应用
 

【作者: 陳念舜】2020年03月05日 星期四

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近年来在政府、法人大力推动智慧机械策略下,台湾机械业已成功奠定万机连网的地端基础,机械云也趁势扶摇直上;但未来制造业若想在更上层云端运算服务或订阅经济掌握最大价值,仍有赖与国际平台接轨,并融入不同软硬体工具,以贯通产销垂直应用。


如因应近10年来「服务重於产品」的观念席卷全球,「订阅经济」再度成为热门话题,包含Amazon、Microsoft等软体商争相投入发展云端订阅服务机制,推广SaaS/PaaS商业模式。但对於有意藉此推动数位转型,并落实智慧制造的产业而言,过去商业软体向来被视为公司资产之一,直到由智慧行动装置Appstore带动消费市场转型,以及云端运算能力提高,促进服务普及化,始得以被逐步接受。未来成败的关键,端赖软体背後能否通过与国际接轨的平台,虚实整合上层软硬体工具,以发展大数据分析、人工智慧(AI)等产销垂直应用服务。


其中「平台即服务(platform as a service;PaaS)」系属一种云端运算平台与解决方案服务,介於软体即服务(SaaS)与基础设施即服务(IaaS)之间,既让使用者不必管理与控制云端基础设施,包含网路、伺服器等,还能加快开发SaaS应用的速度。


值得一提的是,由於制造业迎来数位转型势不可挡,还有越来越多的工厂实现自动化和互联後,部份消费市场的技术也在智慧工厂中逐渐找到新的应用。例如扩增实境(AR)/虚拟实境(VR)在未来也有可能逐渐形成全球产业广泛应用的创新技术,用在研发设计和人才培训上,可藉此提高效率、安全性,或是改变制造业生态。


根据资诚会计师事务所全球联盟所(PwC)指出,制造商日益擅长运用AR/VR技术,以强化组织内的数位连结(Digital Connectivity),2020年可??在提升制程效率、改善产品设计与开发、有效维护机械方面发挥重大影响力,约有1/3制造商已经或即将於未来3年内采用之。


另依高盛(Goldman Sachs)预估AR/VR产业在2025年将达到800亿美元,而工程和制造业则是该产业的核心。根据美国设备制造商协会(AEM)认为,2020年拜5G之赐,AR/VR与网路安全(Cybersecurity)、预测性维护(Predictive Maintenance)、穿戴式(Wearable)等智慧制造(Smart Manufacturing)相关技术,可??成为主导制造业发展的关键趋势。


尤其在工业领域,有效维护设备更是制造成功的关键,在迈向工业4.0时代,利用预防性维护分析制程中收集到的资料,并於设备故障前找出潜在问题即时解决,将能有效预测故障、减少作业中断,进而支援即时最隹化维护作业,延长设备寿命。因此制造商必须掌握与了解所有的设备,收集与累积大量的设备运作即时资料,才能产生有效的预测性维护模型,预测越精确,前置时间便能越短。



图1 : 在搜集资讯时,若能透过AR直接把数位资讯即时叠加在人类观看的真正实体上,将大幅改善人类吸收、处理资讯的能力。(source:realwear.com)
图1 : 在搜集资讯时,若能透过AR直接把数位资讯即时叠加在人类观看的真正实体上,将大幅改善人类吸收、处理资讯的能力。(source:realwear.com)

然而,人类在搜集资讯时,唯有透过视觉会立刻接收到大量资讯,但现在的问题是数位介面难以应用庞大资料库,若能透过AR直接把数位资讯即时叠加在人类观看的真正实体上,将大幅改善了人类吸收、处理资讯的能力,可见其後续发展潜力无穷。


此外,随着IoT在工业应用上普及,带动穿戴式技术在制造业的应用,让组织能监测与提升工作人力的效率、生产力及安全之外,也能随时收集有用的资讯、追踪活动,依需求提供客制化体验。


PTC掌握虚实整合平台 设计端纳入AR与AI应用

在台湾已深耕26年的PLM软体商叁数科技(PTC)除了既有CAD/PLM等套装软体之外,近年来也陆续透过并购策略,经由旗下IoT平台(ThingWorx)逐步完善AR/AI拼图,成为PTC未来面对从工业4.0数位转型到5G议题的核心优势之一。


PTC物联网业务发展总监王宝厌表示,虽然该公司物联网业务目前在台湾的主力客户,仍以半导体产业较有企图心,分散於智慧工厂底层(地端)PLC、感测器,到连结IoT平台等不同领域。但随着长期耕耘台湾机械业,适逢二代接班後彼此观念接近,并加入社群频繁交流互动,近年来也发现有许多工具机及零组件、半导体、纺织业大厂跃跃欲试,盼加入AR或AI应用。


若选择与PTC合作,既可避免从内部分割出去的SaaS新创公司,恐不容易受到同业信任而下单;还能预防若完全仰赖外部资通讯业者搜集资料时,恐不了解个别产业的领域知识(Domain knowledge)价值,或使用者每天要面对的不同问题,ThingWorx还能让客户自主开发软体,更快与外部云端接轨。


而Microsoft的强项,在於office等消费性软体居多,因此提供完整解决方案的附加价值,吸引了Microsoft在工业领域倾向与PTC合作,以解决业界对於资料上传云端的安全顾虑。PTC甚至还提供资料中心(Data Center)服务,让愿意采行SaaS商业模式的客户,除了与Azure、AWS、阿里云公有云平台合作,由PTC扮演PaaS角色,不必自行安装软体到电脑,就能从云端直接取得SI服务之外。


还能透过PTC协助其SaaS应用符合资安认证,经过资料中心交换的资料也不会受限。藉此使得AR可直接取得实际的资料,而不必假手Azure、AWS等其他平台重新转档,就能直接透过Hololens、realwear等AR载具结合安全帽,解放双手操作。


王宝厌认为,AR比起VR市场规模有後来居上之势,到了5G时代还受惠於频宽增加与低延迟率,耗费资源更少,预估AR商机将在1~2年内达到高峰,之後就是百家争呜。主因即在於VR实境影像皆由虚拟而来,常受限於电脑运算能力,而无法在载具上显示整体场域实境。AR则是在实境世界纳入数位资讯,所以几??适用於所有场景,而能呈现真实资讯。


不仅在营销、维护训练等应用领域具有优势,一旦机器出现问题之後,就能透过AR直接在维修工程师眼前呈现数位资讯,以供维修、拆检,免去在机侧或中控室的PC之间往返奔波。甚至在研发设计阶段,待完成汽车、3C产品3D CAD图档之後,设计师只要发布AR连结到客户手机,就能直接在桌上显示3D实境影像,直接点选并互动讨论眼前产品,不必再像过去须等待上线交付客户,才能沟通。


「人跟人的沟通还是以视觉最有效,而不易出错。AR的设计场景与VR最大不同处,在於更着重在设计完成後,能以实景与客户、供应商有效沟通,加速审查。」王宝厌表示。其实AR早在设计端应用行之有年,至今仍有许多软硬体厂商皆号称能发表AR解决方案,却难以真正推出系列量产品。



图2 : 对於汽车业产生的最大效益,便在於能缩短以往占去最漫长时间的「设计审查」阶段。(source:cdn.unwire.hk)
图2 : 对於汽车业产生的最大效益,便在於能缩短以往占去最漫长时间的「设计审查」阶段。(source:cdn.unwire.hk)

关键在於唯有PTC率先从CAD工具的角度出发,并与IoT平台深度结合,让开发者不必靠自行培养团队或委外编写程式,又顾及终端发布的IOS、Android、Windows介面庞杂。现在只要透过PTC提供的Vuforia Studio工具,就能从ThingWorx直接拖曳机台设备内的即时真实数据,比起VR更适合工业领域;接下来再交给客户,专注於自行开发AR内容,待发布到其中之一的平台後,再分享到其他介面商品化,并持续推陈出新。


例如对於主要汽车业客户所产生的最大效益,便在於能缩短以往占去最漫长时间的「设计审查(Design Review)」阶段,得以在每辆车小改款之际,将数位模型直接叠加在旧车款上,在各种行动装置上直接讨论,明白与客户想像中的差距;再经过AR注记,回到CAD设计工具修改、发布AR,而不必浪费时间往返,重新设计原型、打样发布给客户,再确认是否符合安规认证。


此外,随着该公司产品应用越来越广,自2019年开始跟进软体业主流推行云端订阅制。王宝厌认为:「毕竟对於软体业而言,订阅制代表着持续营收带来可预期的现金流,硬体亦然,降低对於软硬体的定期更新或换机需求,又以IoT平台ThingsWork相较於其他CAD/PLM软体,更适合自然转移成Cloud business模式。」



图3 : PTC透过平台,提供包含产品研发、售後服务管理与物联网技术解决方案。(source:PTC)
图3 : PTC透过平台,提供包含产品研发、售後服务管理与物联网技术解决方案。(source:PTC)

虽然初期内部营销人员、供应通路商难免会有排斥,但因为面对终端使用者的组织不变,只改变了後台应用的合约及收款方式,也花了一年时间与经销商沟通,如今看到股价突破百元,并持续成长2~3倍,可见已受到市场肯定。目前ThingsWork也已建立ECO System,只要从中取得PTC认证软体,都能支援硬体设备,连网即可取得资讯;SI系统整合商也能藉此导入ThingsWork平台,销售完整IoT Solution,而被称之为OEM模式,衍生出不同计价方式。


SolidWorks结合3D体验平台 扩及非设计软体应用

自从云端服务带动了订阅经济新模式以来,为上市软体公司创造源源不绝现金流。达梭系统(Dassault Systemes)旗下SolidWorks公司每年定期举行的全球用户大会(Solidworks World)也在今(2020)年2月正式更名为「3D Experience World 2020」。


会中不仅传承旗下SOLIDWORKS World超过20年的领域知识,期??藉由3D体验平台与SolidWorks服务更深度整合与互联,能简化设计与创造过程,节省时间与成本,让云端协同可成为後续业者产品设计开发的新形态。并为了SolidWorks今年的新战略布局,即从过去单卖3D CAD软体转型为PaaS平台服务商,以订阅替代过往单机版本购买的方式,帮助客户探索更多业务机会。


因此,有别於过去每当SolidWorks用户需要使用该平台的其他非3D CAD设计服务,如PLM软体工具Enovia、模拟软体工具Simulia等,都须要额外添购,让用户在汇整跨平台3D设计、模拟资料,甚至是後续供应链、产品生命周期管理上很不方便。现在透过最新推出的3DEXPERIENCE WORKS商用解决方案,则可提供SolidWorks使用者更深度整合与互联的自动化途径,以简化其创作过程,节省时间与资金,并在产品销售策略产生新的商业模式。


如今SolidWorks针对3DEXPERIENCE WORKS产品服务推出新的分级制度,可由企业选择三种不同等级的订阅服务方案,分为基本功能价格的标准版(Standard)、加强3D建模功能的专业版(Professional)和更高价位的进阶版 (Premium),并由Enovia、Simulia、DelmiaWorks的生产制造资讯等软体工具提供设计协作相关服务,皆可於3DEXPERIENCE平台完成安装、许可、更新及储存资料。


SolidWorks用户还能藉此,沿续使用其多年来一直依赖的桌面应用,在设计开发全新客户体验的同时,享有数位平台带来的各种优势,包含协作水准提高、易於使用的嵌入式资料管理、软体自动更新,以及在同一位置随时浏览最新专案资料的灵活性。



图4 : SolidWorks公司每年定期举行的全球用户大会在2020年正式更名为「3D Experience World 2020」。(source:Dassault Systemes)
图4 : SolidWorks公司每年定期举行的全球用户大会在2020年正式更名为「3D Experience World 2020」。(source:Dassault Systemes)

未来能选择只适用於工作所需的应用,扩展其使用SolidWorks可开展的工作范围,并提高工作品质,协助公司完成数位化转型。达梭系统SOLIDWORKS执行长Gian Paolo Bassi表示:「客户的需求不仅是单纯的设计方案,他们希??在其制作的产品上获得逼真体验,这就需要更好的设计、模拟、治理管理和制造水准,最重要的是,需要与整个价值链进行协作。」


强调能让每个人在3DEXPERIENCE平台上,概念、设计、模拟、制造、销售和维护等各个流程所涉及的每个环节、都在连续的环路(loop)中互为一体,使之後所有的设计、模拟、ERP制造资料,都能统一存放在单一云端环境来集中管理,以利後续分析使用;并使用3DEXPERIENCE平台在相同云端执行介面上操作,或即时同步到最新版本;还包含了新一代设计应用工具3D Creator、3D Sculptor,能让用户随时随地在任何浏览器下运行。


结语

总而言之,目前无论是云端运算型式中的PaaS或SaaS,皆可见在云端订阅制背後,都有赖专业团队的重要性!透过PTC、SolidWorks分别透过不同并购策略发展,除了能提供有意投入发展SaaS服务价值的机械业制造或SI系统整合商所需PaaS平台之外,还有助於发展AI、AR等多元发布工具。


**刊头照:(source:endivesoftware.com)


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