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5G 智慧工廠推手製造業升級智造業
● 5G 可以使數據傳輸率提高到現行的100 倍、網路延遲降低5 倍，行動數據量增加1,000 倍，能為企業創造新商業模式或延伸、開拓更多領域的商機。
● 運用5G 行動網路遠端控制、監控及重新配置，工廠設備可自我優化，達到生產線及整體規劃簡化的目的，滿足市場更多彈性的產品需求。
● 5G 智慧工廠實踐競賽的下一個戰點，將會是比拚應用場景及更多元的想像力。企業想享有5G 智造的好處，就要把握高彈性、高整合、高效能原則。
文／藍硯琳圖片提供／中華電信、達志影像
無人車自動地在產線穿梭，技術人員則在中控室運用擴增實境(Augmented Reality, AR) 技術，隨著無人車鏡頭四處監看，以維護機台設備…… 2020 年12 月，電信龍頭中華電信，結盟日月光、高通(Qualcomm)，聯手打造全世界首座5G 毫米波(mmWave) 企業專網智慧工廠，大幅推升台灣網通產業競爭力。
5G 當世界各國陸續宣佈5G 開台後，企業如何垂直應用5G，便成為市場熱議的話題。根據全球行動通訊供應商協會(GSA) 報告顯示，截至2021 年4 月中旬，全球133 個國家／地區中有435 個運營商已在5G 上進行了投資；其中，在68 個國家／地區的162 家運營商已啟動了一項或多項3GPP 相容5G 服務，為5G 商用時代迎來新局。
5G 高低頻混搭帶企業從製造轉型智造
身為台灣電信業龍頭，中華電信不僅成為全球採3.5GHz 與2.1GHz 高低頻搭配佈建、成為台灣首家快速提供N2100 室內場域5G 信號涵蓋的電信業者外，在企業5G 專網商用上的佈建，更為台灣製造業應用智慧升級帶來新轉型機遇。
說起5G 科技的發展，將帶給全球產業什麼樣的影響時，中華電信行動通信分公司副總經理胡學海分享，「5G 技術具有高速率、低延遲與大連結特性，可以使數據傳輸率提高到現行的100 倍、網路延遲降低5 倍，行動數據量則較現在增加1,000 倍，藉由這些技術能力，可創造新的網路使用方式、營收來源及商業模式。此外，除了固守原有一般消費者市場，可再延伸至物聯網(Internet of Things, IoT)、車聯網、公共安全、智慧醫療、智慧製造等新領域與新產業。」
如何借力政府資源與關注5G 實際案例，將有助於企業導入5G 應用服務以提昇商機！
對於電信業者而言，5G 專網建設對於企業客戶經營扮演舉足輕重的角色，可先行協助客戶導入5G 網路，解決既有實體網路佈線異動彈性低、WiFi 資安等級較不完善等問題。
「以智慧製造為例，過去產線以人工方式檢驗產品良率，為避免人為辨識精準度較不足的風險，部分廠商已利用5G 結合AOI 影像辨識技術於產線製程，除了可大幅降低良品誤判機率外，透過大數據及AI 技術整合，針對產品良率辨識建立模型，未來應有機會延伸新型商業模式，複製成功案例輔佐廠商技術升級，提昇產值營收。」胡學海表示，工廠內大量AIoT 感測裝置可經由5G，即時將監測生產品質、環境數據、原物料等大量的蒐集生產數據回傳至管理平臺，而先進的工業物聯網平臺整合大量生產數據，透過戰情室，讓管理者更易進行決策。
▲中華電信結盟日月光、高通，聯手打造全世界首座5G mmWave 企業專網智慧工廠。
為加速台灣5G 產業升級，經濟部技術處新世代通訊技術推進辦公室召集中華電信、日月光、高通，共同建置台灣首座5G mmWave專用網路的智慧工廠。工廠導入5G 將使製造商能夠利用自動化、人工智慧(Artificial Intelligence, AI)、AR 以及物聯網， 讓「製造業」革新為「智造業」的革新。
身為全球封測大廠，日月光早自2011 年便展開智慧製造佈局，不僅利用自動化及流程管制有效控制設備、人力與生產狀況效率，生產線機器大多都已聯網，時至2020 年已建構18座關燈工廠，不難看出其看好智慧工廠所帶來的成效。
日月光半導體執行長吳田玉也在記者會上表示，與中華電信合作導入5G mmWave 後，日月光可拓展智慧工廠及自動化可涵蓋的範圍及複雜度，以「工業4.0」的目標，實現與客戶產品設計的連結，使製造流程成為客戶實踐異質整合的場域，期許未來與業界經驗分享，讓台灣企業保持全球前瞻性發展的敏銳，持續在國際上發光發熱。
據瞭解，首座導入「台廠」基地台的5G企業專網，將以「自動化」、「高異質性機器設備整合」、「高異質性微系統封裝整合」三大方向為原則，導入日月光集團高雄廠生產線，包含「AI+AGV 智慧無人搬運車」、「AR 遠端維護協作(Remote AR Maintenance Assistance)」、「綠科技教育館AR 體驗環境」，爭取商業轉型與建立全球接軌的利基。
胡學海指出，「5G 高低大特性，讓生產運作變得更加靈活並兼顧效率，同時，因應製造業少樣多量化、客製化的產品需求，產品生命週期縮短，製造業需要提高生產精確和彈性的生產機制，滿足市場需求。」此時工廠端即可透過5G 行動網路遠端控制、監控及重新配置，使工廠內的機械及設備自我優化，達到生產線及整體規劃簡化的目的。
傳輸不再斷線滿足資安、大量聯網需求
此外，過去無人搬運車(Automatic Guided Vehicle, AGV) 多以WiFi 方式連線傳送AGV 運行資訊，但WiFi 連線品質易受幹擾，也有資安風險，加上WiFi 切換不同基地台時，需要重新連線，可能造成無人車在行進中有斷線、停下來的狀況，影響到產線運作。對此胡學海表示，「5G 可以完全解決這個問題，尤其是超高頻28GHz 頻段的毫米波技術，訊息傳送的速度更快。也正因為5G 具備高速傳輸的特性，現在大家開始運用AR 遠端維護協作，就可讓位於不同地方的操作員，能夠同步執行任務。」
中小企業可以多關注5G 案例，從中找到自身企業的優勢，並思考及想像結合5G 三大特性的跨領域應用，用創意開拓 5G 新商機。
除了與半導體廠合作外，中華電信整合集團資源，並結合5G 通訊技術與中華精測「AllIn House」智慧製造解決方案，雙方的合作由中華電信為中華精測在桃園平鎮廠區打造5G企業專網，在廠區內部署專用的MEC 邊緣運算系統及基地台。一系列的智慧製造方案主要運用5G、邊緣運算及AIoT 技術，用以即時偵測化學藥液金屬（離子）、有機、無機化合物的濃度，經由5G 網路實現智慧製造的大量設備聯網需求。
當5G 與邊緣運算結合後，能整合生產設備、MES、RFID、AGV、PLC 可程式化邏輯控制、AIoT，在邊緣運算系統執行AI，再透過5G 的低延遲， 對生產設備作智慧化的監控；另外，5G 與AI 的結合，可達成即時蒐集與分析數據，監測產品的品質及環境是否出現異常，並因應高解析度影像、大量深度學習料傳輸及運算的需求，依生產動態預測結果，調整參數回傳至設備。
▲「All In House」智慧製造解決方案是由中華電信與中華精測共同打造5G 企業專網，在廠區佈署專用的MEC 邊緣運算系統及基地台。可即時偵測化學藥液有機、無機化合物的濃度，同時實現智慧製造的大量設備聯網需求。
在全球供應鏈重新洗牌的佈局之下，台灣中小企業也看準數位轉型趨勢龐大潛力，紛紛追求提昇產能效率的精實生產，然而，要導入5G 技術有效提昇工廠執行效益，對無資源的企業來說，仍有一段需克服的陣痛期。
胡學海觀察到，製造業面臨彈性生產、少量多樣、高度客製化等趨勢， 為了製造高度客製化產品，產線與設備配置將具備高度彈性調整特性，需要導入感測器與智慧計算，因此將產生龐大的通訊傳輸需求以及邊緣運算需求，「初期需要投入資金，但短期不易看到效益的商業模式，是多數中小企業導入5G 的痛點。」
對此胡學海強調，中華電信身為國內電信領導業者，自5G 率先開台後，持續積極拓展產官學合作，以加速5G 創新應用智慧升級；此外，「如何借力政府資源與關注5G 實際案例，將有助於企業導入5G 應用服務以提昇商機！」
為鼓勵中小企業能善加利用5G 創新應用服務，經濟部中小企業處公佈「擴大中小企業5G 創新服務應用計畫實證案」， 運用補助方式帶動中小企業數位能力提昇。對於發展5G 應用服務之相關業者，例如：服務整合商、數位內容、策展、行銷、資訊技術等業者， 可提出創新提案申請補助（ 最高1,000 萬）， 如此可降低中小企業初期進入5G 的門檻。
此外，政府舉辦「推動中小企業 5G 智慧應用服務計畫成果分享會」，讓中小企業對5G 商用有更深入認識，參與分享會的企業，透過中華電信的5G 基地台建設，串聯在地店家及消費者運用5G 平臺，進行線上、線下的社群互動，並利用5G 高速率的特性與軟體支付業者共同打造「5G 實境任意門」，藉由4K直播、多元支付等技術，協助在地商家提供更多元的智慧觀光與智慧體驗方案。
胡學海強調，中華電信身為國內電信龍頭，可協助有意參與實證案的企業，建構5G通訊環境，提供5G 通訊技術支援及5G 終端設備，讓企業可以快速及無痛跨入5G 新興領域。「中小企業可以多關注5G 案例，從中找到自身企業的優勢，並思考及想像結合5G三大特性的跨領域應用，用創意開拓5G 新商機。」
把握三大原則落實5G 智慧工廠
問起企業該如何因應市場所帶來的機會與挑戰，胡學海建議，「企業要把握高彈性、高整合、高效能原則。」為因應不同的製造需求，需要有變動彈性大的無線通訊裝置來配合各種可移動式設備，用以擺脫對固定線路的限制；其次他強調，在高整合的部分，結合人工智慧、智慧物聯網、AR ／ VR 裝置等ICT 技術，建構出完整的智慧工廠5G 應用解決方案。最後， 導入高效能的5G 網路， 打造超高頻寬與高速、超高可靠度與低延遲以及大規模通訊使用環境，使得製造領域未來的應用能夠更具有優勢。
▲中華電信行動通信分公司副總經理胡學海期待，更多企業能善用5G 的3 大特性，開拓製造業的新優勢。
「整體來看，5G 智慧工廠還在初期發展階段，5G 智慧工廠實踐競賽的下一個戰點，將會是比拚應用場景及更多元的想像力。透過5G 技術建置的企業專網，生產線所有設備的資料皆可即時、快速且安全地傳送至中控中心，是協助企業進行數位轉型的重要工具；利用行動通訊技術落實產線數位化的進程，進一步實現工業4.0，未來，中華電信將持續推動更多5G 智慧工廠解決方案，加速5G 發展。」胡學海期許著。
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本文摘錄自
5G 智慧工廠推手製造業升級智造業
能力雜誌
2021/5月號
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