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科研案例
AI精準製造 助工具機業者切入國際供應鏈
發佈日期：2024-12-04
案例摘要：
經濟部產業技術司為強化臺灣工具機產業高階製造實力，以科技專案支持工研院研發「AI優化精準製造技術」，建立高精度的AI控制參數優化技術，成功達到5微米精度，協助臺灣業者搶攻國際電動車鍛造輪圈市場，榮獲2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)肯定。
內容說明：
工研院 ▶ 開發AI優化精準製造技術
技術特色
發展AI優化精準製造技術，整合工件外型特徵辨識、高階感測器監控、影像辨識分析與AI控制參數運算模組等，加工精度可提高到5微米。
產業擴散
協助凱柏精機切入精密螺帽產線，帶動投資新臺幣6,000萬元，更促成高鋒工業發展高階鍛造輪圈加工應用，衍生投資1億元，並切入美國電動車供應鏈。
工具機被稱為「機械之母」，是製造業中不可或缺的關鍵角色。臺灣的工具機產品以泛用為訴求，加工工件精度普遍為20微米，但面對高精度、高性能和客製化的應用需求，如半導體或光學模具等高階領域達5微米的嚴苛條件，關鍵設備仰賴從德國、日本進口，後續也難以依加工需求客製化控制工具機參數，提升加工精度成為產業亟待突破關卡。
經濟部產業技術司為強化臺灣工具機產業高階製造實力，以科技專案支持工研院研發「AI優化精準製造技術」，建立高精度的AI控制參數優化技術，成功達到5微米精度，協助臺灣業者搶攻國際電動車鍛造輪圈市場，榮獲2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)肯定。
▲ AI優化精準製造技術，讓工具機業者實現一鍵調機，快速升級。
調機時間從14天縮短至30分鐘 實現5微米加工精度
這項技術集結工研院智機中心、電光系統所、資通所、服科中心、感測中心共5方之力，耗時2年時間打造而成。首先透過3D影像辨識工件外形，分析刀具直線移動或轉彎等路徑特徵，同時配合「掃頻」方式，診斷設備本身的機械特性，依照路徑特徵和設備狀態優化加工參數和加減速調整。
在後段加工時，以特別研發的加速規，偵測加工時的微小即時振動，當工件出現瑕疵，便能快速回溯異常的振動訊號；同時也結合工件表面辨識技術，揪出異常的加工紋路，降低人眼檢測的可能誤差。最終團隊整合前述所有數據，開發AI控制參數優化學習運算模組，輸出最合適的加工控制參數，可實現5微米的加工精度。
工具機控制參數調整，也就是業界所謂的「調機」，過去依賴高度專業人員不斷來回測試，往往需耗費14天之久。現在有了AI優化精準製造技術，即使業者不具備專業調機能力，也能在30分鐘內快速完成精準調機，從過去手動調整到智慧化控制，對產業也是一大優勢！此外，不須像傳統製程嚴格控制加工環境的溫度，現今約在25±4度環境溫控下，也能精準加工。
▲ AI優化精準製造技術，榮獲2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。
導入軟體一鍵調機 協助業者無痛升級
工研院智機中心組長王仁傑表示，過去臺灣的工具機業者，多專注於硬體製造，但面對高精度的加工市場需求，使用者需要的是一套系統化解決方案，「要讓使用者用得快、用得準，這套技術正可以讓工具機業者提供製造優化的方案。」對使用者來說，不用全新更換設備及刀具，只要導入軟體即能實現一鍵調機，達到無痛升級。
創新突破技術吸引不少國內廠商洽詢，目前已協助工具機業者高鋒工業開發之高階鍛造輪圈加工應用系統，帶動投資約新臺幣1億元，不僅可縮短加工時間，加工精度提升4倍，從20微米縮小至5微米，更成功切入美國電動車大廠供應鏈。另工具機業者凱柏精機投入約6,000萬元，將技術應用於車銑加工機，促成其順利切入全球第三大、也是國內最大的精密螺帽廠產線驗證。未來也將鎖定更高階的半導體和光學模具領域，以智慧製造助廠商搶攻國際市場。
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