機械工業網 - 機械產業的入口網站

作者:陳建良、陳子立、雲聿加、鐘咚咚、黃羽繪、蔡宗廷、鄭中強AGV/AMR中AI應用之研究調查

在工業 4.0 的浪潮下，各式自動化感測技術與控制系統漸普及，相較過去依靠人工分檢與搬運的工廠物流方式，現今出現越來越多智慧工廠，並引入具有自主感知和智慧路徑規劃能力的自動導引車（AGV）和自主移動機器人（AMR）。而人工智慧（AI）在 AGV 和 AMR 的應用中也扮演重要角色，除優化傳統的路徑規劃、任務排程等問題，也提升衝突解決、電池充電排程及預測性維護等方面的效率。本文主要探討 AI 在 AGV 和 AMR 中的七大應用，並針對啟發式演算法、深度學習與機器學習方法深入介紹，最後分析這些技術在提升生產效率、降低成本和強化產能彈性等方面的現狀以及未來趨勢。

作者:簡明溫、呂銘宏線控煞車系統設計之失效模式與效應分析

本文以應用於自駕或先進駕駛輔助系統之線控氣壓煞車為主軸，依據新版 AIAG & VDA FMEA Handbook 之七步驟法，執行設計失效模式與效應分析 (DFMEA)。藉由結構分析，釐清整個分析範圍包含的系統、子系統和零組件及其連接介面與交互作用；繼而執行功能分析及失效分析，以識別其彼此間之功能關連性及失效關連性。根據風險分析結果，確認零組件之改善優先順序。最終，升級重要零組件規格，以優化失效預防措施；並藉由實驗室測試、台架驗證及實車驗證，以優化失效探測措施。經由 DFMEA 完整分析與優化措施，有效降低線控氣壓煞車系統設計之技術風險，並提升安全性與可靠度。

作者:洪于展全球新能源車輛減碳商機布局觀察

2022年新售新能源車輛占比突破2成，面對電動車逐漸走向產品成熟期，連帶影響基礎環境配套建置、新商業營運模式、重型載具淨零技術。本文藉由觀察汽車動力技術發展變革與市場變化，給予企業中長期策略規劃不同研究觀點。

作者:曹嘉、楊明憲電動自駕車平台懸吊設計需求分析

近年因少子化與疫情影響，大眾運輸與商業物流朝智慧化、電動化與自駕化發展，車輛載具系統架構將因此產生極大變化，而同時具備了動力、轉向、懸吊、剎車功能的獨立輪模組，即是因應未來電動自駕載具發展之一大利器。本文將自整車使用情境與整車設計規格出發，針對應用了獨立輪模組之車輛底盤懸吊機構，進行動態參數項目索引與參數範圍標定。並依照懸吊機構概念設計、分析流程，使用Adams/Car與Insight對獨立輪模組懸吊機構概念進行分析與設計優化。最終以整車多體動力學模型搭配模擬情境，如5 cm壕溝路面、5 cm單邊坑洞、ISO lane change以及步階轉向，比較應用了獨立輪模組懸吊機構之電動自駕車平台在懸吊機構優化設計前後之動態性能。

作者:凃冠旭、莊傳勝、王淑儀金屬積層製造車業創新應用及發展

積層製造技術可實現快速原型製造、高自由度客製化設計、材料多元使用等特性，在模具、半導體、汽機車零組件、航太及醫療等產業均具有眾多應用實績，其中產品強度與緻密度已超過傳統鑄造元件，製作成品可直接作為功能性之零組件直接應用，突破過去僅原型展示之用途，展現極高之工業應用與經濟價值。同時，帶動全球知名工業、車業、AM 廠商與研發單位，全力投入金屬積層製造車業技術發展，並結合工業 4.0 未來工廠情境，搭配物聯網、智慧機器人及巨量資料分析，朝向開放架構、模組化可擴充、多站式連結，實現跨場域之智能化整線量產製造。

作者:沈怡如全球自駕模擬系統發展趨勢

自駕系統開發過程中，當駕駛權由人類轉移到機器，安全驗證為管理單位、技術開發者、營運及使用者等利害關係人的關注重點。自駕車最終仍需在開放道路中運行，模擬驗證系統已被認可為有實際效益的測試驗證方法。模擬系統以情境資料庫為基礎，透過各種情境進行自駕系統功能測試與安全驗證，情境覆蓋度、真實性、可擴展性等皆為情境建構要素。國際上針對自動駕駛情境測試的相關標準將陸續底定；隨自動駕駛技術推進，全球可行性測試規模擴大，自駕模擬系統於產業發展中具必要性與市場潛力。

作者:謝騄璘全球電動車市場潛力與商機

2019年從各車廠推出旗下電動車款期程，可窺見各車廠的心態，已從觀望發展趨勢的「電動車 ?」，到積極佈局的「電動車！」態度。目前全球電動車新創公司可初步分類為「設計或製造」、「電池技術」、「充電設備」、「資訊科技」、「馬達設計」、「移動服務」及「售後服務」等七大類型。我國電動車產業具備上下游供應鏈兼備特性，從材料到銷售/服務端均有廠商投入，後續可將全球新創動向為鏡，提前佈局潛力商機；或運用我國業者實務經驗及技術優勢，開拓與新創公司合作可能性。

作者:楊正平雙檔位電動機車傳動系統設計與分析

本研究透過建立車輛動力分析模型，得以分析電動機車於單速系統或雙檔位系統之動力性能。其中主要針對三型不同規格之電動機車進行模擬比較，探討單速系統及雙速系統性能上的差異，並藉此設計適當的檔位速比及換檔時機而提升車輛動力性能。此外，藉由已建立之車輛能源管理分析模擬平台，分析在給定的路況條件下馬達的操作點，進而得知馬達的可操作範圍、操作效率及整體的能耗表現。由模擬結果顯示，應用雙速系統之電動機車，其馬達不可操作點的比例明顯下降，意謂雙速系統可擴大行駛工況範圍。經分析後之結論，雙速系統應用於電動機車不僅可提升車輛的動力性能，並能夠應對更多種路況條件，同時改善能耗表現。

作者:何政翰、古昆隴、徐榮弘電動巴士車道維持輔助系統開發與驗證

車道維持輔助系統(LKAS)屬於先進駕駛輔助系統(ADAS)，可即時監測車輛與車道線邊界的相對位置關係，當即將發生偏離車道時主動介入轉向系統，將車輛修正回原車道。工研院機械所針對電動巴士開發車道維持輔助系統，感測器採用單一鏡頭作為車道線辨識方案，亦使用電子陀螺儀估算車身姿態，ADAS 控制器嵌入自主研發的車道維持演算法，其中估測跨越車道線之時間與頭向角誤差為實現車道維持功能的核心技術。線控轉向方案採用國產的電動助力轉向(EPS)馬達與原車轉向系統整合，同時將線控轉向模型輸入整車控制器。在低速與高速兩階段之車道維持性能驗證測試中，配備工研院所開發車道維持系統的 12 米低底盤電動巴士達成車道偏離修正功能，LKAS 作動時速在 40~90 公里之間。在啟動方向燈狀態下系統並未介入轉向，除此之外，可藉由轉動方向盤強制解除轉向修正介入，確保駕駛者擁有控制車輛之最高優先權。

作者:吳至強、張欣宏電動車車載充電器之趨勢

本文回顧並探討電動車車載充電器 (On-Board Charger, OBC) 之趨勢，包含 US Drive 車載充電器技術目標、車載充電器效率、功率密度現況，車載充電器分類資訊、OBC 的電路與集成架構及相關標準。針對高度集成車載充電器之趨勢，工研院機械所智慧車輛組積極佈局開發高效率高功率密度之雙向充電的車載充電器，以解決現階段電動汽車電池成本高、續航低，及車輛空間受限的問題，產品設計開發規劃是基於美國US Drive 2025 年對於車載充電器技術的功率密度指標要求作為參考設計目標，車載充電器採用碳化矽功率開關以達到高效率與高功率密度之需求，並導入國際標竿產品做分析參考，透過系統分析與設計技術發展，提供高功率密度的車載充電器設計方案，進而建立高壓高效率高功率密度之車載充電器研發能量，期能超越美國US Drive 2025 年之功率密度目標，以協助國內廠商建立關鍵電力技術。

作者:謝騄璘我國整車產業加入CPTPP之衝擊與機會解析

2021年我國汽車市場呈現國產車占比持續回升狀態，國產車產量前五位集團中，有四家代工生產日系車型。日本為我國整車主要進口國，中東市場為出口主力。未來如我國成功加入CPTPP，民眾購車價格可能降低，但國產車與進口車競爭將加劇；另一方面，如無法藉由加入CPTPP爭取到出口新商機，需留意原廠可能調整產線佈局，如考量關稅為零，直接由海外進口現行國產車款，產生產能外移現象。在此態勢下，我國亦宜持續研製國產特色車款，跳脫現有與進口車相近車款競爭態勢，進而避免加入CPTPP後所帶來衝擊。

作者:羅書硯移動機器人安全標準

本文闡述固定式機器人與移動式機器人安全考量的不同之處，並簡短介紹目前已發布有關移動機器人（mobile robot）之安全標準以及各標準之間的適用範圍與編撰架構的不同。

歷史雜誌