國科會工程處學門主題式計畫

「綠色智慧製造與自動化技術之整合與開發」簡介

資料來源：國科會工程處

本專案計畫係結合工程處自動化學門內各專長領域學者，開發並整合智慧能源與淨零技術，優化我國製造產業之能源使用的效率與管理，邁向環境、社會和企業治理(ESG)與達成淨零碳排等目標。該計畫擬在現有能源管理之在線監測，建模仿真及優化管控等技術基礎上，運用數位化新興方法技術，如人工智慧物聯網技術(AIoT)、資料探勘技術(Data Mining)、雲端高性能運算技術(Cloud Computing)及先進仿真之數位孿生技術(Digital Twin)等，強化其管理系統之運作功能與效能，突破現行能源之「產、輸、配、用」之不對稱、不透明、低效率及高風險窘況，推進製造場域之能源供給與消費模式朝向智慧化低(零)碳轉型，同時兼顧智慧能源管理優化及減排技術相關人才之培育，以保有我國製造業所需之智慧淨零科技與人才優勢之國際競爭力。其主要研究議題如下：

一、應用AIoT於生產製造上之能源與碳排的管理

馬達系統的電能消耗量高達全球總量的50%以上，其中約30%被工業系統消耗，在馬達驅動系統，採用AIoT技術及智慧控制技術，來降低馬達能耗。應用Digital Twin及AI技術來優化產品的設計與製造、及設備之健康診斷與預知保養。採用性能優化、電動化、高效化、輕量化等系統化創新設計，以提升產品能源資源利用效率，降低碳排放量。發展應用於儲能系統之安全偵測之AIoT技術，可即早自動送出警告，防範熱失控等意外。

二、結合AIoT於製造執行系統之優化技術

過往智慧製造之AIoT應用研究較側重於如何提升(優化)機台及製程等之運行效率、運作成本或良率品質之精進，缺乏對能耗與碳排等減量優化之探討，透過「綠色智慧製造與自動化技術之整合與開發」納入節能減排因子，並運用AIoT技術優化加工設備與製程之運作效能，達成淨零碳排之目標。在工廠之5G網路系統架構上，結合AIoT技術，納入節能設計，在生產流程即時提供的產線數據來智能優化製程，減少資源損耗，並提升產品品質，並降低製造成本。

三、節能與製造效率的多目標優化

生產製造所面臨的問題包括生產排程、產品交期、減少能耗、減碳及良率等目標，藉由人工智慧等技術研發多目標最佳化的智慧優化排程與管理，同時進行用電機制之優化調配以降低生產與能源成本。多目標優化預計將整合智慧製造之製造效率與節能績效等最關鍵的二個目標，權衡二者間所可能產生之衝突及風險，優化整體效益。

四、應用智慧型自動化技術之多元能源的智慧調度與控制策略

製造業所需之能源包括電能(火力、太陽能、風力、生質能、氫能、水力等)、儲能、熱能、高壓空氣、蒸氣、冷能等多元能源，因各能源響應速度不同，目前技術並無與製程設備整合控制， 需透過綠色創能、穩定儲能、智慧用能等系統整合多面向調度及控制多元能源。