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機械工業雜誌
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數位雙生賦能智慧工廠戰情室應用
作者
李敏豪、周志宜、陳明志
刊登日期：2025/04/30
摘要
智慧工廠面臨人才短缺、建廠擴產需求及高彈性、客製化生產模式發展的挑戰。本文探討「數位雙生」與「戰情室」概念的融合應用，以機械所22館147室為實證場域，結合虎門科技MVCon視覺控制系統實現金屬加工瑕疵流程監控。系統整合AMR(Autonomous Mobile Robot)物料配送、機械手臂取放作業，及包含公差量測、AI(Artificial Intelligence)瑕疵與音頻檢測等六個站點的完整流程。透過誼卡科技支援，應用達梭3DEXPERIENCE平台建立高精度虛擬場景，支援企業建廠規劃、產能模擬、產線複製與流程優化，提供製造業虛實融合的智慧協作環境，為建廠擴產與生產優化提供實用解決方案。
Abstract
Smart factories face challenges including talent shortages, expansion needs, and demands for flexible, customized production. This paper explores the integration of "Digital Twin" and "Situation Room" concepts, using ITRI's Building 22 room 147 as a validation site, combined with Tiger Gate's MVCon visual control system to achieve metal parts defect process monitoring. The system integrates AMR material delivery, robotic handling, and a complete workflow across six stations including tolerance measurement, AI defect and audio inspection. With Ecardtech's support, Dassault's 3DEXPERIENCE platform creates high-precision virtual scenes that enable factory planning, capacity simulation, production line replication, and process optimization. This provides manufacturing industries with a cyber-physical smart collaboration environment and practical solutions for factory expansion and production optimization.
前言
以工研院機械所22館智慧工廠作為實驗場域，探討如何透過誼卡科技應用達梭（Dassault Systèmes）的3DEXPERIENCE平台，結合虎門科技的MVCon視覺控制系統，打造高度整合的智慧工廠戰情室。此整合方案實現生產流程的可視化監控、優化與決策支援，同時機械所的檢測站點融合AI生成式模型與合成資料技術，解決製造業常見的「資料不足」痛點，為製造業數位轉型提供具體路徑與方法。在金屬加工的製造流程中，瑕疵檢測往往是最複雜也最關鍵的一環。以金屬齒輪為例，瑕疵包括公差、裂痕、表面磨損、刮痕與毛邊等，若未能即時發現，將影響傳動效率與產品壽命。為解決此問題，產線導入了公差量測、AI自動光學檢測（Automated Optical Inspection , AOI）、AI音頻非破壞檢測等系統，不過在實務推動中，仍面臨下列挑戰：
- 瑕疵類型多樣：金屬表面材質與加工方式複雜，瑕疵形態難以單一演算法全面辨識。
- 可用數據不足：實際生產中瑕疵品比例低，難以蒐集足夠的樣本訓練AI模型。
- 即時反應困難：生產節奏快速，需要即時高度整合的系統協同排除異常。
- 建廠成本高：傳統方式建立新產線需反覆調試，事前模擬可減少大量試錯與調機資源。
數位雙生（Digital Twin）與戰情室（Situation Room）概念相輔相成：前者透過感測器與網路技術連結實體設備與虛擬模型，實現即時數據同步；後者集中管理各種監控訊號與操作介面，強化決策速度與品質。兩者結合不僅提供即時可視化監控，更能協助企業在建廠擴產時，透過虛擬環境先行規劃與優化，大幅節省實體調試成本。
智慧工廠實驗場域系統架構
工研院機械所22館147展示間智慧工廠實證場域，構建適合智慧製造技術展示的生態系統，製造的核心在於技術應用與系統整合，促進企業、技術提供者與產業專家的實際協作。智慧工廠不只是設備連網，更需要透過實際場域測試，驗證技術可行性與實際應用價值。通過實證場域，將經驗與數位雙生和戰情室技術結合，也提供將智慧製造概念轉化為具體實踐之方案。
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2025年05月號
(單篇費用：參考材化所定價)