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強化供應鏈韌性勢在必行 AI高效力助產業數位轉型
新電子吳心予
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地緣政治的衝擊導致供應鏈斷鏈危機,促使製造業者意識到必須盡快提高供應鏈韌性。韌性較高的供應鏈可靈活應付市場變化,具有高度抗風險的能力。其中,人工智慧(AI)有助於產業實現供應鏈韌性,企業透過智慧化工具的預測與模擬等能力,可即時掌握市場突發狀況並規畫應變策略。現階段AI的技術進展與可用的運算資源呈正相關,目前全球AI技術研究朝向大型模型訓練的方向發展,因此需要Exascale超級電腦的支援。若台灣能建立自有超級電腦並免費提供學術應用運算資源,將能有效提升技術競爭力。實務應用方面,供應鏈斷鏈可能成為新常態,因此企業需要整合內部專案,並善用數據與AI工具來提升韌性。

AI技術專注大型模型研究

在AI技術的進程中,模型的規模不斷成長,研發所需的算力隨之倍增。聯發科技資深處長梁伯嵩(圖1)說明,2010年之後,AI運算分成深度學習時期以及2016年後的大規模神經網路時期,所需算力大幅成長。大規模神經網路時期相較深度學習時期,應用的算力增加一萬倍。其中,Transformer相關的AI模型參數每年成長十倍以上。AI技術的研究主題也朝向多元化發展,2022年以前, Transformer的研究都以文字為主。2022年Transformer研究增加了更多針對圖像、影像等方面的研發,文字的研究下降到41%。

圖1 聯發科技資深處長梁伯嵩認為,台灣須要跟上全球積極建置超級電腦的腳步,以確保在AI領域的競爭力 (圖片來源:台灣人工智慧學校)

大型模型訓練的重點之一,是避免採用帶有偏見的數據。現階段研究的大型AI 基礎模型(Foundation Model)的訓練時間增加,當模型訓練時間越長,便能處理越複雜的任務。大型模型需要經過預訓練(Pre-train)及微調(Fine tune),完成預訓練的模型,後續可透過不同的微調內容,將模型應用於相關領域內的不同情境中。訓練模型的過程中,亟需重視預訓練的內容,避免輸入帶有偏見的數據,以免影響模型未來的表現。

全球以美國為首,積極推動建立Exascale超級電腦計畫。因為AI技術的進展與運算資源高度相關,但是目前面臨學術發展所需算力不足的挑戰。2010 年全球的大型A I模型約六成來自學術界的訓練成果,但是2022年則幾乎沒有來自學術界訓練的大型模型。美國為了解決學術資源不足的問題,提供AI學術研究幾乎免費的運算資源。

梁伯嵩認為,台灣可借鑒美國的作法,除了建立自有的Exascale超級電腦,還須免費提供學術使用,便能促進大型模型訓練相關研究。模型訓練方面,台灣則需要蒐集自有的語料並建立資料庫,以避免AI基礎模型訓練內容中還有偏見。未來科技、文創等多元產業,都可能採用AI產生的素材,因此需要確保模型產生不帶有偏見的內容,才適用於台灣的使用需求。

可視化系統導入AI強化韌性

AI應用方面,面對地緣政治等因素的衝擊,產業高度關注供應鏈韌性的議題,並思考如何應用智慧化工具提高韌性。緯創資通數位轉型產情研析室處長邱之崧(圖2)指出,執行供應鏈轉型,需要釐清三個問題,包含:什麼是供應鏈韌性?如何執行?以及如何透過AI強化供應韌性?對電子製造業而言,供應鏈需要確保端到端流程可視化,以及彈性供應的能力。可視化的重點是需要建立數據中台,才能管理並發揮數據的價值。接著堆疊技術元件、資安元件,來形成模組化的業務服務。

圖2 緯創資通數位轉型產情研析室處長邱之崧指出,製造業建置可視化的AI管理系統,有助於彈性面對市場的突發狀況 (圖片來源:台灣人工智慧學校)

建立可視化的工作流程之後,就能進一步思考如何應用AI解決業務問題,以提升供應鏈韌性。以電子製造業為例,廠商希望降低平均庫存天數。傳統作法是根據庫存水位決定備貨數量。但是當市場需求出現意外的波動,廠商便無法即時調整庫存,可能面臨供不應求或者供過於求的風險。因此採用AI串聯庫存與訂單數據,結合大量的機器人與感測器,每小時執行1~20次的即時感測,就能即時掌握調整庫存的方向。

鋼鐵製造AI落地

另一方面,採用傳統製程的鋼鐵製造也需要導入AI來提高競爭力。鋼鐵產品應用範圍廣、規格變化大,因此生產管理不易。生產鋼鐵的傳統製程有多段不連續製程,透過不同的生產組合,來生產出不同的產品。每一個生產流程都需要精密控制,才能確保產品品質。中鋼自動化與檢測系統發展組長吳崇勇(圖3)指出,40年前中鋼就已經建立自動化流程與完整的資料庫,但是當時僅使用傳統的統計工具,尚未走向工業4.0。

圖3 中鋼自動化與檢測系統發展組長吳崇勇表示,採用AI同時解決企業內部多項專案共同面臨的問題,便能有效提升智慧化效益 (圖片來源:台灣人工智慧學校)

近六年來,中鋼透過AI工具發展智慧化,建立規模更大且更彈性的管理系統,逐步實踐工業4.0。中鋼發展智慧化的前期專注單一的AI方案,較難評估及量化AI導入後的效益。因此後期整合公司中多項專案,同時解決相關的上游及下游營運問題,才能為公司營運帶來明顯的幫助。另外,為了建立智慧發展的數據基礎,中鋼透過AIoT平台串聯網域資料,並在每個工廠建立私有雲,以管理資料、標記資料、管理模型及調整模型準確性。

以智慧設備的應用為例,鋼鐵業需要妥善管理盛裝高溫鋼液的桶子,其中最大的重點是確保桶子不會漏液。因為高溫鋼液如果不慎外漏,便會引發無法撲滅的火災。若要監測鋼液桶的運作,需要從溫度感測方面著手。採用智慧熱像儀監測鋼液桶溫度,確保設備運作過程的溫度在合理範圍內。此外,測量鋼液桶溫度,可以推估得知桶子的殘壁厚度,溫度越高則表示桶身耐火材料殘餘的厚度越薄,便能精準得知需要維修鋼液桶的時間,達到控管設備維護成本的目的。

總結中鋼投入智慧製造的經驗,吳崇勇認為,數據品質是發展智慧製造最關鍵的基礎,數位轉型的重點便在於有能力善用數據。而製造業智慧化可依序提升企業的生產力,進而強化競爭力,未來企業也將透過應用AI推動ESG來增加影響力。

智慧製造已成時勢所趨

COVID-19疫情、中美貿易戰與俄烏戰爭帶來的外部因素衝擊,原有供應鏈的運作模式受到挑戰。在地緣政治的變局中,業界廠商必須祭出更加智慧化的策略來應對,以免遭受未來可能再次出現的斷鏈危機衝擊。AI作為可有效提升供應鏈韌性的技術,需要扎實的研究成果,並將AI工具高度結合企業內部的管理需求,才能最大化智慧應用帶來的效益。

為了強化技術研發基礎,台灣面對全球的AI大型模型技術進展,以及避免偏見的模型訓練重點,需要投入Exascale超級電腦的建置,並且蒐集台灣的語料來建立資料庫,才能有效提升台灣在AI領域的競爭力。而將AI落地應用於電子製造及鋼鐵製造等產業,須從釐清業務問題著手,再聚焦於適合採用AI來解決問題。企業內部也能整合多項專案,導入結合AI的管理系統,藉此優化產品製程的安全性與產品品質。

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