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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

294期2016年04月號

出版日期:2016/04/15

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智能系統跨業整合 領航醫院照明

撰文/李幸宜 攝影/蔡世豪、 黃鼎翔

臺灣產業正面臨轉型的關卡與挑戰,扮演研發火車頭的工研院擔負起整合者的角色,以LED的發展來說,目前已走向智能系統整合應用,由工研院協助跨領域的業者共同合作,期望在不久的將來,能創造出通行全球複製成功經驗的整體解決方案。

工研院和彰化基督教醫院今年初宣布合作內容,以資通訊及LED技術協助醫療產業打造智能醫院,為臺灣兩大最強產業進行跨領域整合。這也是工研院近年來積極協助臺灣產業轉型的重點,為既有產業發掘出全新的定位與機會。

工研院副院長劉軍廷表示,臺灣產業面臨時空背景的轉換和技術的快速更迭,當成熟的量產技術逐漸擴散到其他區域,臺灣產業不再擁有獨特性,也無法再以量產技術做競爭;對此,臺灣產業必須思考轉型,朝智能系統和跨業整合發展。

LED的第三波發展

回顧LED的發展,第一波是大量採用,業者花了很多時間和資源去做兩岸術語的標準化及認證,希望LED能取代傳統光源,大量導入的結果產生產能嚴重過剩的問題;第二波是業界開始重視光的品質,包括類自然光、無藍害、人因工程等;然而仍因無法擺脫競價模式,品質依舊參差不齊,所幸有工研院推動品質標準及產品外盒標示來解決亂象。

到了第三階段就是系統應用,像是LED應用於農漁業已經有實例,工研院瞄準的則是跨業大型的智能系統整合,例如智能醫院照明系統,參與者就不只有LED廠商,而是動員了許多臺灣產業的參與,包括照明、醫療和資通訊,真正彰顯了臺灣產業的價值與機會。

LED照明在醫療的應用特色之一,就是以LED的可見光通訊來取代WiFi(無線網路),它能解決WiFi常見的幾項問題,像是因為開放型環境而容易被駭客入侵,或是開放使用而導致頻寬壅塞等等。相對地,可見光通訊能根據各醫院的需求重新編碼,自行加/解密,而且不用與他人分享頻寬,還具有低電磁波的優點,特別適合醫療機構的使用環境。

工研院今年初已與彰化基督教醫院簽約合作,導入「智能醫院護理交班VLC定位系統」,以護士交接為例,以往護士清點儀器設備,必須至少耗費二個小時,在新的智能系統架構下,只要20分鐘就能完成交接作業,箇中秘訣就在增添了LED通訊中的室內定位系統功能。

彰化基督教醫院正與工研院進行更多智能醫院的合作項目,像是在皮膚科常用的雷射治療會造成病人的痛感,現在改用陣列頻譜,找出不同細菌對不同波長的反應,就能針對細菌選擇合適的治療波長,還能結合智能分析,精確找出需要照射的感染區,甚至建立全自動運作的機制。

另外,每天必須耗費許多時間在消毒作業的手術室,也可以善用短波長的紫外線,將LED的深紫外光運用在小型的照明設備,達到消毒的目的。另一方面,心理治療也是重點領域,歐美研究皆指出光線改變有助於改善憂鬱症狀,結合人因工程的專業,在醫院的不同區域設定需要的光色和光源強弱,可營造舒適的整體環境。

劉軍廷指出,以彰化基督教醫院的經驗為基礎,工研院也積極與國內其他大型醫院洽談相關的新應用。像是針對急診室的定位系統與智慧程式,可以快速分配床位,也能連帶地有效配置醫護人員的人力編制,帶來很大的附加價值。

新思維、新商業模式

現在業界倡行要從過去的「效率驅動的經濟體系」走向「創新驅動經濟體系」,具體來講,從產品面來增加和刺激消費者的需求,只要對消費者生活和工作有所助益,需求自然就會增加,而智能系統就能夠滿足消費者在工作和生活上更多的需求;另一方面希望供給面減少,產業結構改善,產品單價就會提升。然而,要做到供給面減少,就必須做到跨業整合。

劉軍廷說:「如果還只想著低價,那就是舊思維,現實狀況是量已經不會再增加,但價值可以無限提升。」

然而,要吸引不同產業的參與者或是相同產業的競爭者加入,需要全新的商業模式,截然不同於傳統由效率驅動的經濟體系,不再談產能、成本或市占率,要打造的不是技術平台,而是商業模式的平台,這些必須由觀念開始改變。

當業界要聯合建立此一系統平台時,常常會面臨由誰來主導的難題。由於很多產業或同業的加入,業者擔心商業機密外洩。對此,劉軍廷認為,必須提倡全新的思維觀念,在進入新的經濟體系與商業模式平台時,是由大家共同創造一個新的市場,且是具有高度跨業整合的智能系統,不是單獨業者可以獨立做到的。舉例來說,參與者向系統平台貢獻一元的價值,卻可以使用整個系統平台提供的一百元價值,共同去開創一個過去不存在的新市場。

工研院的「開放式創新系統平台」希望能協助產業跨越技術瓶頸,並提升價值創新,其中關注三個核心面向:包括如何協助合作夥伴創造最大的商業價值、如何協助合作夥伴提供最有前瞻性或至少領先三至五年的核心競爭力,以及如何協助合作夥伴建立互惠關係以發揮最大的群聚力。智能照明和智能醫療就展現了很大的群聚力,這三個條件齊備就會產生磁吸效應,自然能吸引全球頂尖公司的加入。

目前,工研院已有130多個開放式創新系統平台,而且擁有成熟及成功案例的專案已有14個,陸續會把經驗分享出來。不可否認的,臺灣極為欠缺大型系統架構的工程師,這也成為工研院的重點工作項目,希望透過計畫來培養年輕的一代,同時也要鏈結歐美最領先的公司並從中學習。

事實上,開放式創新系統平台在歐美已行之有年,美國波音客機就是開放式創新系統平台的典型範例,一架飛機從內而外的各個零配件是由世界各地的眾多協力廠商分頭負責,再全部集中到美國的工廠進行組裝。

因此,工研院推動的開放式創新系統平台,涵蓋了可以複製到不同情境的整體解決方案,以及可拆解再重組的模組化方案,關鍵在於臺灣選擇進入哪些市場。像是醫療照明就屬於可以通行全球複製成功經驗的整體解決方案。

以醫院的智能照明為例,就是可以運用在任何醫院的高階及整體解決方案。過去病人資料必須透過網路傳送到醫師的電腦,複雜的醫療資料檔案大且傳輸耗時,未來醫師到病人床前探視,所有病歷及檢查記錄將可透過可見光通訊技術即時下載至醫師的行動裝置。快速傳輸的秘訣,就是將容量大的圖片檔案拆解並分散由LED燈來傳送,並在行動裝置中重新組合。

這是全新的系統架構,不可避免的面臨標準面的挑戰。包括電腦主機、LED燈、行動裝置各有不同介面,所以連通信協定都要重新建構。然而,包括軟體、資通訊、醫療與LED在內,將整體架構做成封閉式的整合晶片,關鍵技術就不會輕易地被抄襲或複製。

LED照明在醫療的應用特色,就是以LED的可見光通訊來取代WiFi,還具有低電磁波的優點,特別適合醫療機構的使用環境。
LED照明在醫療的應用特色,就是以LED的可見光通訊來取代WiFi,還具有低電磁波的優點,特別適合醫療機構的使用環境。

兩條轉型路:服務化、跨業整合

LED業者若只想到製造便宜和成本降低,則產業生態將無法改變,只要自我價值能增加,就不怕外來供應鏈的威脅。劉軍廷說明,臺灣產業的轉型目前有兩條路可以選擇,第一條路是針對某一市場區塊中保有自己最有價值及貢獻的部分,堅守自己的價值鏈角色,並進行營運模式的轉型,也就是從製造業轉型為服務業。

以LED為例,選擇這條路的業者是否有辦法將工廠製造升級到自動化數據分析系統提供者,當終端客戶提出設計系統時,工廠就能提供良率的預估及分析,轉變為客戶的設計資料庫,業者也能立即回報客戶設計變更的良率資訊,或是以自動化數據來推算性能規格,將臺灣製造業的品質管理推升到服務業的等級,而不只是大舉追求擴充產能。

第二條路則是往不同市場區塊發展,找出某些市場及價值鏈中,廠商具有主導能力並可以朝系統方向發展,勇於從元件提供者轉型為系統整合者。

而工研院的角色是可以幫助業者從模組、元件的提供者轉向成為系統提供者。舉彰化基督教醫院的專案為例,除了集結工研院旗下的三個研究所,還有清華大學多位教授,以及醫院不同科別的主任或主治醫師,共同攜手合作。在產業界方面,則涵蓋了提供可見光通訊的IC產業、平板和手機等行動裝置的接收器,以及心理和皮膚治療的燈具設備製造等不同廠商的加入。由工研院擔任橫跨產學研的整合者角色,希望未來透過創投來複製整套解決方案,或是合適的業者來承接,推行到更多不同的應用領域,展現大型系統整合的價值。

劉軍廷表示,工研院持續在尋找最能帶動臺灣產業的市場區塊,除了醫療,像是商場、學校或政府部門,甚至是邁向智慧城市,都是值得深耕的領域;初期投資雖然是一大挑戰,但像醫療產業的機會很大,智能化又是全球趨勢,只要做得好,自然就會有人主動上門來找解決方案。

工研院副院長劉軍廷表示,工研院的「開放式創新系統平台」希望能協助產業跨越技術瓶頸,並提升價值創新。
工研院副院長劉軍廷表示,工研院的「開放式創新系統平台」希望能協助產業跨越技術瓶頸,並提升價值創新。

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