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工業技術研究院

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經濟部TMTS 2024展出逾20項技術 工研院發展AI高精度五軸工具機 協助國機國造

日期:2024/03/28

經濟部產業技術司「T...(詳如圖說)
經濟部產業技術司「TMTS 2024」科技研發主題館正式登場,副總統賴清德特別到場了解技術亮點。圖前排右起為金屬中心執行長賴永祥、台灣工具機暨零組件工業同業公會(TMBA)常務理事嚴璐、經濟部產業技術司司長邱求慧、總統府資政沈榮津、副總統賴清德、TMBA理事長陳伯佳、工研院院長劉文雄、精機中心執行副總李建勲,後排右起為經濟部產發署副署長鄒宇新、TMBA副理事長戴雲錦、工研院南分院執行長曹芳海、工研院智機中心執行長陳來勝、工研院機械所所長饒達仁、工研院感測中心執行長朱俊勳、經濟部產業技術司科長何祥瑋、工研院副總暨行銷長林佳蓉。

經濟部科技研發主題館於臺灣國際工具機展「TMTS 2024」3月27日正式登場,工研院共展出20項高階工具機關鍵技術,其中包括超越瑞士感測器大廠最低振動量測技術兩倍、已成功切入高階航太產業的「全球最靈敏振動感測晶片」,以及能大幅縮短量測時間十倍且已導入國內工具機廠商及終端製造業者的「AI高精度五軸工具機」,已成功協助25架勇鷹號完成國防自主任務。

工研院表示,本次推出國內首創「AI高精度五軸工具機」利用AI技術改善精度,將出機前的調機時間從過去兩週縮短至六小時以內,讓國內工具機精度倍增達到日德合資工具機廠DMG相同水準。此外,自主開發「全球最靈敏振動感測晶片」,以創新複合振動感測,可量測微小振動量優於歐洲晶片大廠瑞士感測器大廠兩倍,國內擴散應用逾2,000套,協助五軸工具機業者百德導入複合感測器,提升定位精度與穩定度,拓展高階航太供應鏈如奇異(General Electric Company;GE)、勞斯萊斯,預期產值挑戰25億。

經濟部產業技術司司長邱求慧表示,國內工具機業者在出口市場表現出色,然而隨著全球生產製造供應鏈的急速變化,為協助製造業加速轉型升級與發展低碳製造,經濟部技術司近四年於機械領域投入近百億資源補助法人研發,在工具機領域以AI智慧製造、數位轉型、綠色節能、高效複合等四大核心主軸,協助工具機廠商強化高階製造實力。技術司四年來在機械領域獲得國內外專利219件、技術合作近700家廠商、促成衍生產值超過150億元,發展「AI高精度五軸工具機技術」已與國內工具機大廠協鴻合作並應用於勇鷹號機身與機翼關鍵零件加工,已順利完成25架生產製造,可帶動五軸工具機售價提升20%,產值倍增達80億元以上。

工研院本次發表多項關鍵技術成果如下:

1. AI高精度五軸工具機:全國產一鍵式完成五軸機量測與補償
全國產的空間精度量測補償工具,取代傳統量規及雷射干涉儀的複雜操作,透過創新的模組,一鍵式完成五軸機之體積空間精度誤差量測與補償。在經濟部技術司科技專案支持下,工研院首創整合型快速精度檢測暨誤差源分析、國際通用的跨控制器平台的完整解決方案,相較傳統量規及雷射約2周,五軸體積空間精度檢測與補償技術能將量測時間控制在6小時內,補償後誤差≦30μm(原60μm)。此外,不用20分鐘即能協助補償策略擬定,有策略地補償提高機台精度。臺灣三軸工具機生產大國質變為五軸工具機方案提供者,預計可推動達80億高階工具機產值。已達10家國內五軸工具機深度分析策略伙伴。

2. 全球最靈敏振動感測晶片:工具機的心電圖探針,精準分析運轉狀態
工研院自主開發微機電振動感測晶片,以創新全差動感測元件及內建溫度補償與抗電磁干擾電路,是目前全球可量測最低振動量的感測晶片(雜訊達50μg/rtHz,超越國際大廠~80μg/rtHz)。具備精準量測微小振動特色,克服設備低頻振動誤差,提升異常辨識率(80% → ≥95%),可廣泛應用於工具機設備與關鍵組件內,如同工具機的心電圖探針,隨時分析工具機運轉狀態,提供設備健康資訊,協助維持加工精度與穩定度。目前已導入國內超過50家業者,如百德機械高階五軸工具機導入智慧振動偵測方案,提升設備精度與穩定度,拓展高階航太供應鏈(GE、勞斯萊斯),預期產值挑戰25億。

3. AI音頻非破壞檢測技術:智慧化聽音辨識,提高金屬製品檢測效率
工研院研發「AI音頻非破壞檢測技術」使用人工智慧演算法,有效辨識金屬製品內部裂縫的存在,改善檢測準確率,透過對金屬製品的敲擊及收音,結合人工智慧與機器學習技術,實現聲音訊號特徵的自動辨識與良品/不良品分類,打造出數位化、自動化、作業標準化的金屬製品內部缺陷非破壞檢測技術,檢測準確率相較以往人工辨識提高約13%,並節省時間和人力成本50%。已導入本土最大粉末冶金廠旭宏金屬在電動車煞車零組件上的檢測,成功協助準確率由85.12%提升至98.44%,因減少後加工及產品報廢損失,促成年減碳量約433噸CO2e,創造產值超過臺幣五千萬元。

4. 數位轉型服務平台-淨零永續生產服務套件
提供工廠所需要的碳管理服務,運用全球化永續生產數據系統,可數位化動態獲取從接單、生產、入庫、能源與排廢的資訊,提供廠區、產品及供應商多層面的碳排放管理,依不同永續管理(碳、水、廢棄物)需求,即時計算相關績效與產出管理報表,也可依管理目標進行最適化排程。已導入多家場域,並應用於製造業設備/產線狀態即時監控、系統化生產履歷追蹤、系統化生產碳盤查與碳足跡追蹤。

5. 工具機節能切削導航與能耗管理模組:建立最佳節能方案的利器
工研院「工具機節能切削導航與能耗管理模組」提供低成本碳管理解決方案,於產品碳履歷追蹤上具有高準確度、高度水平擴散、低成本等特點,提供跨機種彈性應用、無需電錶之外,可應用於整廠、整線的相同產品製程,減少昂貴感測設備安裝。此外,優化加工路徑減少能量消耗,建立機聯網資訊與總電能耗狀況之間非線性關係(Function Mapping),能源模型訓練及測試數據準確度已達95%以上,協助企業達成低碳製造。主要應用於金屬加工領域,亦可擴充應用至其他產業,協助業者因應歐盟CBAM規範自動產出所需之精準碳履歷。

工研院擘劃「2035技術策略與藍圖」於韌性社會領域中,因應企業積極布局節能減碳、遠端作業、模擬運作等市場需求,催動研發智慧製造相關軟硬整合技術,提升國際競爭力。

經濟部產業技術司司長邱求慧(左)向副總統賴清德(中)、台灣工具機暨零組件工業同業公會理事長陳伯佳(右),講解經濟部產業技術司補助工研院所開發的AI高精度五軸工具機、全球最靈敏振動感測晶片等成果。
經濟部產業技術司司長邱求慧(左)向副總統賴清德(中)、台灣工具機暨零組件工業同業公會理事長陳伯佳(右),講解經濟部產業技術司補助工研院所開發的AI高精度五軸工具機、全球最靈敏振動感測晶片等成果。
經濟部產業技術司「TMTS 2024」科技研發主題館整合工研院、金屬中心、精密機械中心等法人單位展出22項高階工具機關鍵技術。圖前排右起為工研院感測中心執行長朱俊勳、工研院智機中心執行長陳來勝、精密機械中心執行副總李建勲、工研院院長劉文雄、經濟部產業技術司司長邱求慧、金屬中心執行長賴永祥、工研院機械所所長饒達仁、工研院南分院執行長曹芳海,後排右起為經濟部產業技術司科長何祥瑋、協鴻工業總經理特助林寶順、旭宏金屬總經理連介民、東台精機協理曾文鵬、凱柏機械副總經理張景星、工研院副總暨行銷長林佳蓉。
經濟部產業技術司「TMTS 2024」科技研發主題館整合工研院、金屬中心、精密機械中心等法人單位展出22項高階工具機關鍵技術。圖前排右起為工研院感測中心執行長朱俊勳、工研院智機中心執行長陳來勝、精密機械中心執行副總李建勲、工研院院長劉文雄、經濟部產業技術司司長邱求慧、金屬中心執行長賴永祥、工研院機械所所長饒達仁、工研院南分院執行長曹芳海,後排右起為經濟部產業技術司科長何祥瑋、協鴻工業總經理特助林寶順、旭宏金屬總經理連介民、東台精機協理曾文鵬、凱柏機械副總經理張景星、工研院副總暨行銷長林佳蓉。

工研院於「TMTS 2024」展示國內首創「AI高精度五軸工具機」,利用AI技術改善精度,將出機前的調機時間從過去兩週縮短至6小時以內,目前已與國內工具機大廠協鴻合作並應用於勇鷹號機身與機翼關鍵零件加工。
工研院於「TMTS 2024」展示國內首創「AI高精度五軸工具機」,利用AI技術改善精度,將出機前的調機時間從過去兩週縮短至六小時以內,目前已與國內工具機大廠協鴻合作並應用於勇鷹號機身與機翼關鍵零件加工。
工研院研發「全球最靈敏振動感測晶片」,以創新微動電路及抗電磁干擾設計封裝技術,可量測10奈米以下的微小振動量,靈敏度為瑞士大廠意法半導體2倍,除技轉譜威科技,並擴大導入國內五軸工具機業者百德,切入波音、空中巴士的客機引擎廠美國奇異、英國勞斯萊斯供應鏈。
工研院研發「全球最靈敏振動感測晶片」,以創新微動電路及抗電磁干擾設計封裝技術,可量測10奈米以下的微小振動量,靈敏度為瑞士大廠意法半導體兩倍,除技轉譜威科技,並擴大導入國內五軸工具機業者百德,切入波音、空中巴士的客機引擎廠美國奇異、英國勞斯萊斯供應鏈。

工研院研發「AI音頻非破壞檢測技術」導入國內最大粉末冶金廠旭宏金屬,以音頻AI分析實現金屬製品內裂檢測,已應用在特斯拉電動車煞車零組件,節省時間與人力成本50%,檢測準確率98.4%,超越全球檢測第一大廠The Modal Shop的85.1%。
工研院研發「AI音頻非破壞檢測技術」導入國內最大粉末冶金廠旭宏金屬,以音頻AI分析實現金屬製品內裂檢測,已應用在特斯拉電動車煞車零組件,節省時間與人力成本50%,檢測準確率98.4%,超越全球檢測第一大廠The Modal Shop的85.1%。
工研院開發「數位轉型服務平台-淨零永續生產服務套件」提供工廠所需要的碳管理服務,運用全球化永續生產數據系統,可數位化動態獲取從接單、生產、入庫、能源與排廢的資訊,提供廠區、產品及供應商多層面的碳排放管理,可依管理目標進行最適化排程。
工研院開發「數位轉型服務平台-淨零永續生產服務套件」提供工廠所需要的碳管理服務,運用全球化永續生產數據系統,可數位化動態獲取從接單、生產、入庫、能源與排廢的資訊,提供廠區、產品及供應商多層面的碳排放管理,可依管理目標進行最適化排程。

工研院研發「工具機能...(詳如圖說)
工研院研發「工具機能耗導航管理模組」,提供低成本碳管理解決方案,於產品碳履歷追蹤上具有高準確度、高度水平擴散、低成本等特點,提供跨機種彈性應用、無需電錶之外,可應用於整廠、整線的相同產品製程,減少昂貴感測設備安裝。

【新聞連絡人】

工研院行銷傳播處 王友信
電話:+886-3-5914903
Email:Sean.Wang@itri.org.tw

工研院行銷傳播處 陳佳君
電話:+886-3-5912475
Email:Mag@itri.org.tw



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