強化區域合作推動中南部智慧機械及航太產業升級計畫研發補助計畫

計畫年度成果彙編

106

01

一

二

強化區域合作推動中南部智慧機械及航太產業升級研發補助計畫介紹

核准計劃介紹

目 錄

1-1 計畫說明1-2 計畫領域1-3 計畫特色1-4 計畫組織

2-1 研發型計畫2-2 創新型計畫

02030405

0634

02

強化區域合作推動中南部智慧機械及航太產業升級研發補助計畫介紹一、

為激勵國內各產業廠商投入智慧機械及航太產業升級，研發展高智能化製程所需求之垂直與橫向整合技術以及創新服務模式，如高階智慧機器人 (設備 )關鍵模組及人機協同應用技術，進而拓展各生產應用場域，同時推動製程設備產業上下游自發性整合與投入提升製程零組件前瞻技術，促進產業轉型、技術升級、創造機械設備與關鍵零組件產值與新價值。

自 106年 1月開始，委請逢甲大學成立「強化區域合作推動中南部智慧機械及航太產業升級計畫研發補助計畫辦公室」，進行本計畫之申請與執行。本年度之計畫推動，包含研發型、創新型及地方鏈結型三類補助計畫，帶動了智慧機械及航太領域共 23個關鍵性技術自主研發。同時藉由整合產學研發能量，間接訓練培養研發基礎及高級專業技術人員，滿足產業經營版圖所需之中高階或專業人才。

透過【研究 (R)】&【發展 (D)】提升企業研究發展能力，並融合工業 4.0 的精神，積極開發高附加價值之產品及創新服務模式之創造，使企業掌握重要核心技術，建立本身的技術優勢，以保有競爭力。此外，本計畫強調區域產業上下游供應鏈之合作，充沛的研發資源將帶動產業聚落發展，吸引更多創新廠商進駐中部科學園區，形成智慧機械與航太產業創新科技走廊。

1-1 計畫簡介

03

圖 1-1 計畫補助領域

補助領域包含智慧機械及航太產業與光電、半導體、能源、生醫等園區產業之智慧機械及關鍵零組件研發或具創新服務、技術之研究。

1-2 計畫補助領域

04

鼓勵廠商投入研發高智能化製程所需之垂直與橫向整合技術，如高階智慧機器人（設備）關鍵模組及人機協同應用技術，同時推動製程設備產業上下游自發性整合與投入設備模組及關鍵零組件研發。

鼓勵公司或學研機構投入智慧機械及航太產業具創新服務或技術之研究，建置合作平台，落實智慧機械及航太產業升級，以提升產業價值。

1-3 計畫特色

研發型補助計畫：

創新型補助計畫：

圖 1-2 計畫特色

研發型補助計畫

智能化製程設備所需之垂直與橫向整合技術

創新型補助計畫

智慧機械與航太產業創新服務及先期技術研究

2

05

1-4 計畫組織

收件 初審 複審 核定

計畫辦公室 審查小組 產發會議 中科管理局

申請案之收件、建檔、資格、財務及計畫書收件

核准案之管考

申請案件審議

核准案之重大變更及計畫終止審議

案件核定及退件書面及簡報審查

變更、查核驗收

產業發展委員會由相關領域之學者、專家組成

圖 1-3 計畫組織

06

核准計畫介紹二、

2-1 研發型計畫

計畫名稱 : 智慧化全自動精密光學玻璃鏡片接合關鍵技術與零組件研發計畫計畫期間 : 106年 09月 01日至 107年 08月 31日補助經費 : 6,400仟元

佳凌科技股份有限公司

本計畫著重在全自動的光學玻璃鏡片接合的關鍵技術與零組件研發，透過全自動光學玻璃鏡片接合機系統模組的設計，希能以全自動接合作業可應用於取代目前人力作業，提高接合精度，降低接合後偏芯值，做為精密光學玻璃鏡片製程中全自動化與智慧化的基礎，未來能繼續推動工序前後段的自動化與智慧化，完善一個全自動智慧化的光學玻璃鏡片產線製成。

光學玻璃鏡片接合是光學玻璃鏡頭產品製造中重要的工序，本計畫也將透過全自動光學玻璃鏡片接合機的各模組數據蒐集，結合本公司專業領域知識，以大數據分析做為設備維護保養與整體產線訂單容量生產的推估，進而達成產線智慧化的目標。

【計畫摘要】

07

佳凌科技具備紮實的光學設計、光學鍍膜、模造玻璃成型、光學模具製造…等光學核心技術與專業人才，是國內優質的光學元件製造廠商。光學玻璃鏡片多為高端價值，在數位單眼相機、高階監控設備、車載等設備的核心元件已多所應用。

有鑑於光學玻璃鏡片在製造過程的繁複，往往因後段工序手工接合導致鏡片接合時的光學偏芯，降低產品的高質化與可用率。因此，如何透過關鍵技術與零組件的開發，來建構出一套全自動的精密光學玻璃鏡片接合系統，是佳凌科技提升研發能量與提高高階產品應用的重要課題。

本計畫以關鍵技術研發來改善手動光學玻璃鏡片對位常用的偏芯顯微鏡為核心，搭配智能機器手臂介接、對位驅動演算法模組、以及鏡片對位與偏芯值測定模組，將機器手臂、偏芯顯微鏡、高精密步進馬達 (含螺桿 )、UV點光源機、CCD視覺運算、IPC、電控箱等系統元件整合應用於全自動光學玻璃鏡片接合機系統之上，提升光學玻璃鏡片接合機台作動穩定性、 鏡片取放便利性、鏡片求芯準確度，並降低機構作動複雜度。本計畫也將透過製程中全自動光學玻璃鏡片接合機的各模組來蒐集系統使用的感知與量測數據，搭配光學玻璃鏡片製造的專業領域知識，以事件化的資訊平台架構，做整體產線訂單容量與產線排序推估的基礎，日後逐步導向製程中其他工序自動化設備應用階段的參考，進而朝向成為全自動的智慧無人關燈工廠，提高公司的競爭力。

ASIS 手工接合人員需要經過訓練一人只操作一台的接合機，產出速度約為40sec/pcs鏡片偏芯值與產品良率有待提升

智慧化全自動精密光學玻璃鏡片接合機精密光學玻璃鏡片接合工時（手動40秒 全自動15秒）因生產週期縮短，可提升單位時間內光學鏡頭零組件產量11%

完成光學玻璃鏡片接合自動化全自動光學玻璃鏡片接合的關鍵技術與零組件研發取代人力作業，提高接合精度，降低接合後偏芯值

建立產線智慧化基礎結合專業領域知識，搜集全自動接合各模組數據推估整體產線容量，作為全自動宇治繪畫基礎

TO BE

圖 2-1 創新技術開發流程

【創新重點】

【研發動機】

08

本計畫研發的關鍵技術可應用在精密的光學玻璃鏡片全自動接合之上，產出解析度要求較高的數位單眼相機與車用鏡片，經過產品組立的過程，應用在如無人車監視定位系統、運動動態攝影、高畫素監視…等解像力較高之產品上。

本計畫完成將是佳凌科技本身應用全自動智慧機械提升競爭力的第一步。本計畫透過製程中全自動光學玻璃鏡片接合機的各模組來蒐集系統使用的感知與量測數據，搭配光學玻璃鏡片製造的專業領域知識，以事件化的資訊平台架構，做整體產線訂單容量與產線排序推估，帶動產線的有效管理，藉由感知與量測資料，透過大數據分析提供決策參考，提升台灣光學元件產業整體競爭力。

【應用市場或產品】

【協助產業發展貢獻】

非球面模造玻璃 玻璃研磨 射出成型 機體組裝

09

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 1件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 0人

碩士生 0人

其他 0人

專利

國內

發明專利 1件

新型專利 0件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉

10

計畫名稱 : LED晶粒切割智機設備開發計畫期間 : 106年 10月 01日至 108年 09月 30日補助經費 : 12,000仟元

億尚精密工業股份有限公司

本計畫預計兩年期研發完整的 LED晶粒切割智機設備開發，包含具創新設計光學頭，產生貝索光束 (like-Bessel beam)，符合 LED晶粒切割線寬 (需小聚焦光點 10μm)與切割厚度 (≧ 80μm)，透過貝索光學元件克服繞射極限，輔以單發多脈衝技術及精密對焦技術，準確掌握晶粒切割加工品質，根據所設計的元件工作焦長，直接對工件進行一次性加工 (full cutting)，最長切割縱深可達為 90μm-100μm，預期深寬比 10:1，完成藍寶石基板 LED晶粒切割之高深寬比先進製程技術與智能設備開發。

【計畫摘要】

高亮度 LED多應用於汽車、家用等節能照明，由於其鍍層為藍寶石基板(sapphire,厚 90μm)，目前業界多以鑽石劃片設備進行裂片，但鑽石刀具成本高，時間、人力耗費資源多，容易影響最終加工品質，致使整體產能偏低，為有效提升產能皆需要多台裝置並行。然隨著 LED全球市場的需求擴大，以及因應 Micro-LED的藍海新興市場，業者 (如光鋐等 )紛紛採用雷射為藍寶石基材加工之主流製程，主要考量雷射加工速度快、加工無磨耗、可自動化及耗材需求成本低。但是因為基板厚度逐漸增加，線寬越來越小，而晶粒歷經繁複的磊晶製程後，裂片是最關鍵的一道製程，若無法維持良率、減低影響特性或改善切割速度過慢，皆對生產會有嚴重影響。

【研發動機】

11

【創新重點】

本計畫開發導入貝索光型雷射直切加工於 LED裂片製程，不僅厚片薄片皆適用，其獨特模組光路皆為國內自行開發，結合國外合適雷射源，高深寬比加工技術不僅媲美國際大廠，其成本優勢，更是對國內業者極具吸引力。

圖 2-3 計畫優勢與特點

以貝索模態光 (Bessel beam)其聚焦光點小，搭配熱效應較低的皮秒雷射源將可以支援主流晶粒尺寸縮小、線寬縮小、及複合材料堆疊等新穎設計製程，傳統的雷射切割技術已遭遇瓶頸，因此突顯本案之高深寬比結構雷射直切製程技術應用的重要性。

計畫優勢與特點

ＬＥＤ精粒切割智機設備開發計畫

高深寬比切割技術

雷射長短焦調變模組

智慧加工參數預判系統

雷射同動觸發與電控整合

12

根據 IEK 2012年統計國內雷射加工設備總體產值達 50億元新台幣，而Laser Focus World統計，2016年全球雷射源產值約 105億美元，台灣每年所生產機械設備之雷射源需求規模占全球約 0.5%，設備產值約占整體設備製造業產值 10%，估計未來 5-10年台灣雷射加工設備及其衍生製品總產值將可達到 3000億新台幣。此外除 LED綠能產業，未來本計畫開發之設備可應用在半導體立體 IC封裝技術上 (如 TSV(Through-Silicon Via)以及中科南科自造園區雷射彈性加工等關鍵技術 )，預期效益將倍增。

【協助產業發展貢獻】

圖 2-4 LED應用範圍（圖片來源：MoneyDJ理財網）

【應用市場或產品】

從 LED應用領域預估來看，主要應用於高亮度 LED產品，包括手機、3G手機、PDA等之產品，而其他應用領域其次就是資料顯示幕及車用市場。

13

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 1件

研討會論文 3件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 6件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 7人

碩士生 14人

其他 13人

專利

國內

發明專利 1件

新型專利 2件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉

14

計畫名稱 : 高精度面板級封裝的貼合設備開發計畫計畫期間 : 106年 10月 01日至 107年 09月 30日補助經費 : 7,800仟元

均華精密工業股份有限公司

1. 開發一符合半導體業者面板級封裝之產品應用，所需量產使用的晶片接合及設備

2. 發展高精度精準對位模組、高速高負荷熱壓貼片模組、大尺寸整合性高速機構及晶片貼合技術

3. 貼合精度抽樣量測後自動修正、精度變異因子即時控制及客戶製程管制數據回饋補償等智慧化設計

4. 以量產角度進行系統整合，並達成整機封裝製程功能特性的測試驗證，完成建構高生產效能的量產設備。

【計畫摘要】

高性能、低成本的封裝需求驅動著半導體行業開發創新的解決方案。將晶圓級封裝轉變為大尺寸的板級封裝 (Panel Level Package)是降低整體成本的一條新途徑。事實上，板級封裝的基礎設施已經引起了半導體行業的極大興趣，其具有成本優勢及規模經濟效益，是一個有前景的市場。板級製造可以充分利用晶圓級封裝（WLP）和 PCB/平板顯示 /太陽能行業的專業知識及基礎設施。

FO PLP板級封裝可以降低每顆晶片的成本。封裝業界的普遍共識是 FO PLP板級封裝將帶來巨大的成本優勢。許多半導體委外封裝測試廠商和設備 /材料供應商都開始投入到 FO PLP板級封裝的研發中，如果 FO PLP板級封裝想獲得廣泛應用，就必須滿足一定條件並克服諸多困難，如大量的資本投入、設備能力、標準化、多源供應，最重要的是市場供應鏈應確保生產線源源不斷運行。此外，大面板的生產還面臨著一些技術挑戰，如翹曲控制、晶片貼裝精度、10/10微米生產線等。

【研發動機】

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【創新重點】

創新重點 技術說明 架構示意圖

大晶片高精度視覺對位技術

• 晶片與基板同步對位大幅縮短精密對位時間

• 全新獨創取放頭設計• 在晶片貼合前已貼近載板位置精密定位，排除精度誤差干擾

• 同時對晶片及基板做取像精密對位後，取放頭直接下壓貼合

• 動作與架構簡化，確保高精度，大幅提昇產出

• 貼合完成後可即時掌握精度結果

大尺寸大負載的晶片貼合技術

• 平台特殊的機構設計，基板平台負擔小，提高晶片貼合的定位精度

• 平台負載小 ,移動快速 , Tact Time低 , 提高 UPH

智慧化製程管制及精度變因量測回饋技術

• 晶片貼合後自動校正量測功能(Post Inspection)，可抽樣晶片數量後做貼合位置偏移修正

• 後製程 Molding整片晶圓，會造成晶片位置不一致的偏移。經過量測設備取得各晶片偏移的座標數據，透過設備間的 SECS/GEM連線傳輸或機台讀檔方式給本設備，回饋座標數據以修正位置作貼合，以達成客戶的製程管制

• 晶片貼合精度的影響因子很多，要精準控制整體溫度及嚴謹使用物件材料，付出的代價一定很高，有鑑於此，本設備有套動態回饋的機制，給控制系統作貼合位置的動態補償，提高長時間運作狀況下的穩定度及可靠度

基板平台

基板

晶片取放頭晶片

CCD

基板

精密平台

大負荷壓頭

晶片

視覺模組

客戶上位電腦

控制系統

後製程回饋數據

位置偏差數據及影響因子自動調整

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本計畫預計開發面板級封裝的貼合設備，其整機架構示意圖如下 :其研究範圍包括晶圓晶片取放站開發，晶片貼合站開發，大尺寸基板處理

系統開發及系統整合與驗證等。整機設備架構可分為三大部份 :晶片取放站、晶片貼合站及基板處理系統。

【應用市場或產品】

Panel

Loading

System

基料入出料系統 基板傳送

晶片取放站 晶片黏著站圖 2-2 整機設備架構

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• 目前國內 PLP(板級封裝 )較無大尺寸、高精度及高產出的晶片貼合設備，本計畫完成後將可大幅提昇客戶生產製造品質，居於領先地位。

• 本計畫特殊設計之高精度微動精密平台及視覺對位模組，將可提高晶片貼合精度及降低晶片對位所需時間，對國內業者產量與產值得提昇將有顯著之效益。

• 目前 PLP(板級封裝 ) 的貼合設備大部分皆自國外進口，對於先進封裝製程所需晶片的貼合設備，都剛投入研發，還無法符合客戶所需的高產能貼合設備，本計畫完成後一方面可以替代進口、減少外匯支出，另一方面則可大幅增加業界使用國產設備之信心及比例。

• 本計畫中所開發及需求之精密關鍵零組件，將帶動國內精密智慧機械工業的技術成長與產業深根。

【協助產業發展貢獻】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 1件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 3件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 0人

碩士生 11人

其他 7人

專利

國內

發明專利 2件

新型專利 2件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 2件

其他專利 2件

技術移轉

18

【研發成果預期衍生效益】

19

台灣半導體產業在全世界角色比重很高，但在近幾年有幾件大事的發生，足以影響台灣在全世界半導體產業的比重，例如韓廠技術提升、中國大陸的崛起、工業 4.0生產方式的導入、物聯網議題、行動裝置、車載裝置……等等。上述可以是機會也是威脅，這個趨勢剛好是設備商切入的機會。此次志聖選擇面板級 (PLP,Panel Level Package)封裝製程中的烘烤設備為進入點，主要思考方向有七大面向，分別為 :1.半導體市場持續成長、2.高階封裝技術崛起、3.封裝技術戰國時代、4.半導體產業鏈重新整合、5.面板級封裝技術層次包含性廣、6.協同半導體廠設備本土開發策略、7.智慧製造系統應用已有雛形。綜合以上因素，評估此計畫有其進行研發的必要性。

【研發動機】

計畫名稱 : 先進面板級封裝介電層智能固化設備開發計畫計畫期間 : 106年 11月 01日至 108年 04月 30日補助經費 : 10,800仟元

志聖工業股份有限公司

面板級封裝產線每條 Line可產出 3K產品，單以力成科技為例，初期建廠規劃為 18K產能，預計需要 6條 Line。每 Line售價為 4千萬元新台幣，合計銷售可達 2.4億元。另外日月光也投入前期先導線規劃，面板級封裝製程在現有高階封裝市場大有可為。

【計畫摘要】

20

【創新重點】

1. 開發應用於半導體扇出型面板級封裝 (Fan-Out Panel Level Package ，FOPLP）PI (Polyimide)固烤製程，有別於晶圓級封裝 (FOWLP)，解決Wafer大尺寸化後，所面臨的技術瓶頸與成本壓力、滿足業界的生產需要。

2. 將智能控制及數據分析兩項技術結合，產出智能製造之低氧固化設備。

3. 整合製造過程中設備相關重要部品零件運轉參數及數值等資訊，找出造成異常訊號之關鍵原因及壽命預測，以利未來進行即時監控及提供客戶提前預防保養資訊功能。

【應用市場或產品】

由開發大尺寸面板級封裝 (PLP,Panel Level Package)切入製程中 RDL製程、PI烘烤、洗淨後乾燥等半導體封裝製程設備使用。另外因為一次進入大尺寸進可攻退可守，所以連同晶圓級 (WLP,Wafer Level Package)封裝也可以一併應用。

1. 可減輕對進口設備之依賴性，亦可省下每年向國外購置設備的外匯。2. 可落實我國半導體製程與設備技術外，並提高國際競爭力及國產設備自給率。

【協助產業發展貢獻】

21

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 1件

研討會論文 3件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 3件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 1人

碩士生 3人

其他 0人

專利

國內

發明專利 1件

新型專利 2件

新式樣專利 0件

國外發明專利 1件

其他專利 2件

大陸發明專利 1件

其他專利 2件

技術移轉

22

計畫名稱 : 導入邊緣運算架構實現具深度學習之智慧生產系統計畫期間 : 106年 11月 01日至 108年 10月 31日補助經費 : 10,800仟元

程泰機械股份有限公司

為符合未來終端市場之需求，工具機技術不斷的尋求突破，提升加工精度與加工效率，這是產業生存法則 ; 但確定的是在不同的時代要有不同的技術與方法。為了符合未來終端市場之需求，工具機必須具備下列特質與技術：

1. 以高速化、精密化、大型化及節能為發展方向，突破生產技術與效能的瓶頸。

2. 使機械充分發揮控制、檢測的功能，達到最適化、智能化的加工效能。3. 使工具機控制器除基本功能外，還具備專用特殊功能，讓機器有更聰明的頭腦。

目前普遍工具機各廠家所面臨的問題不外乎： (A) 不具備高精度硬體相關技術 ;韌體 /軟體 /系統方面技術經驗缺乏且不夠完善，智機人才培養不易，(B) 市場 :中低階市場競爭激烈 ;中高階市場需要發展相關智慧化產品，(C) 產品 :受限於原廠，導致成本高 (FANUC I/O類比模組四通道需要花費近 4萬元 ;IO-Link軟硬體包含 8通道需要花費逾 10萬元 )。因此，增加產品附加價值，發展差異化與客製化策略，並提供顧客全套解決方案將是工具機產業未來發展主流。 程泰機械股份有限公司成立於 1975年，主要從事車床製造，以自有品牌「GOODWAY」、「YAMASEIKI」行銷全球，為台灣規模最大車床製造商。產品包括臥式車床、立式車床、走心式車床及立式綜合加工機四大塊，產品廣泛應用於汽機車產業佔 40%、精密零件與能源產業佔 30%、航太 /國防產業佔 15%、3C/半導體佔 15%。2015年產品結構比重為車床佔 46%、加工機佔54%。

【計畫摘要】

23

綜合程泰客戶端的加工特色，如汽機車零件製造，通常是數十萬件 /年、3C金屬機殼可超過百萬件 /年 ; 此類的加工特性是 1) 加工時間長 2) 製程固定 3) 件數多，對工具機的挑戰是穩定性與精度可靠度的問題。但這兩個問題對工具機來說是綜合性的，並非以單一技術或單純組件的替換可達成 ! 另外，公司所使用之控制器大部份來自 Fanuc，若要求原廠在控制器中來解決這兩個問題那又是個成本問題，且客戶端不一定會接受或合用。

台灣具有雄厚的 IOT與 ICT產業的基底，若能結合學界或產業的技術，建立自行設計與建構問題解決導向的 IOT與 ICT產品，讓智慧化工具機技術更容易成為我國工具機業者在國際市場的競爭利器。

本計畫主要目標有三 :以程泰G.LINC 350介面平台為基礎，結合智慧感測與 IOT技術，建立程泰智慧生產系統。(實際產品開發 )引進“邊緣計算”與“深度學習”理論，應用在加工優化與機預診 ;以幫助目標一之建立。(學術研究 )建構完善的智機 IOT教育訓練

本計畫的研發重點則放在程泰GTW系列機台之“重複性固定製程加工”，製程上智慧化技術應用開發 !目標在自行研發並建立一套引入智慧感測、邊緣運算與深度學習技術的智慧製造系統，功能集中在加工優化並提高加工效率 (包含加工參數設定程序 )，及長時間加工下，避免產生精度不良之工件。本計畫之智慧製造系統特色在於：

(A)以智慧感測單元即時收集感測資料並導入邊緣運算過濾資料，大幅減 少資料量，降低智慧介面平台負擔。(B)預診系統提供單機完善的機台資訊 (利用每天的暖機程序，蒐集整機的 機台性能 )，當機台出狀況，提供專業且正確的解決方案。(C) 智慧切削精靈依據機台實際能效優化加工程式，大幅縮短工件調校時 間並提高加工效率 25%以上 (包含加工參數設定程序 )。

目標一：

目標二：

目標三：

24

因應市場趨勢及配合政府政策，各廠商都極力發展自動化並向智慧化邁進。但由於技術支援特性與成本考量，各廠家的相關產品，多半都是拼湊現成方案或者是購買原廠之軟硬體來完成，極少從基礎需求的軟硬體著手開發。除了成本高外，功能也受限於外購之軟硬體規格，而無法為自已所生產的機台“量身訂作”合適的規格以發揮自身機台的特性。

"程泰機械 "為台灣工具機相關產業之先驅，近幾年除了在自製技術上積極佈局新專利外 (G.LINC 350)，更積極培養相關人才。希望在原廠 CNC控制器之外，自建其他應用型智慧感測、修正補償及提高精度等相關智慧型功能軟體 (都能使用自製之外部控制裝置取而代之 )。建立屬於程泰的智慧機械，因唯有自己掌握軟、硬體之相關技術，其他應用與發展才能不受限於他人。

【研發動機】

【創新重點】

結合整合感測技術 (智慧感測單元 )與智慧介面平台，使程泰可掌握真正的核心技術，此外還導入邊緣運算系統，過濾大部分不必要的資料，且大幅縮短控制反應時間，滿足智慧工廠高即時性的需求 ;另一創新技術為深度學習系統，配合大數據，實現工具機的人工智慧系統，隨著時間不斷學習成長，優化加工並提高加工效率，搭配即時監控系統，實現無人化工廠，帶領台灣工具機產業邁向工業 4.0。

圖2-6為程泰智慧系統架構圖，除CNC控制器外，其餘均為程泰自主開發，多年來程泰一直堅持自主研發，掌握核心技術，在智慧介面平台研發上已累積10餘年經驗，今年初更發表第二代智慧型操作系統 G.LINC 350 II，不僅功能更多且穩定度更高，因此計畫將會整合各技術於智慧介面平台 G.LINC 350 II上，導入人工智慧系統，實現智慧製造。

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人工智慧層

智慧監控層

邊緣運算層

程泰智慧雲（Ｄ）人工智慧系統

(C)智慧介面平台G.LINC 350

(B)邊緣運算系統（Ａ）智慧感測單元 ＣＮＣ 控制器

機台感測器

周邊感測器

圖 2-6 程泰智慧系統架構圖

【應用市場或產品】

目前全球電腦數值控制（CNC）工具機市場有二大發展趨勢，一是標準規格的小型機種，藉大量生產、低成本之策略攻佔低價位市場；另一是藉技術層次生產高精密度及高品質之複合機種，以性能價格比佔有高附加價值市場；高附加價值機種未來將朝向高速化、多功能化、環保安全性、品質穩定性及產品可靠性發展，工具機業者莫不積極改善生產流程，並發展高速主軸轉速、高加工速度切削及高精密度之產品，以提升競爭力。此計畫將應用在高精密度及高品質之複合機種。

26

此計畫將使用程泰 GTW 系列多軸車削中心 (如圖 2-7所示 )為測試機台，GTW系列結合多軸、高效率與高性價比等三大特色，可輕易完成複雜工件之正面與背面加工，高效率與高精度的加工性能。並將智慧生產系統建構在G.LINC 350 II上 (如圖 2-8所示 )，G.LINC 350為一智慧型操控系統，可大幅提升機台智能性，並同時可減輕作業人員負擔，提昇生產效率。新一代G.LINC 350 II不但大幅提升觸控螢幕與 CPU時脈等硬體規格，同時，採用全新的高科技視覺操作介面以及對話式程式編輯等多種全新功能，皆讓使用者擁有超越以往的智能化體驗。

圖 2-7 GTW �列�軸車�中�

27

1. 邁向製造服務 :打破傳統被動式的技術服務 (打樣試作、維修 )，採用主動式的預先問題預診與情報服務，創造產業價值。

2. 擴展高階市場 :台灣工具機產業主要以中低階市場為主，唯有導入智慧化技術與服務，方可打入工具機中高階市場。

3. 提高產品價值 :傳統主要以機器本身的精度與低廉價格為價值評估依據，之後將以軟體技術導入機器使用上的智慧型加值體驗，以提升機器本身附帶的服務性以及使用者對機器的依賴性，讓顧客不再單純以硬體精度及低廉的價格為價值考量依據。

4. 帶動產業升級 :傳統以勞力製造為主要生產型態，導入智慧化系統，利用智能技術輔助勞力技術導向的生產型態，快速提升工具機的質與量，帶動台灣產業升級。

【協助產業發展貢獻】

圖 2-8 G.LINC 350 II

28

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 1件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 3件

國外

期刊論文 1件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 3件

人才培育

博士生 0人

碩士生 0人

其他 7人

專利

國內

發明專利 0件

新型專利 2件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉

29

計畫名稱 : 自行車關鍵零組件智慧化機械手臂去毛邊技術開發技術計畫期間 : 106年 11月 01日至 108年 04月 30日補助經費 : 12,000仟元

利奇機械工業股份有限公司

本計畫擬透過一系列的技術開發與整合，企圖突破關鍵零組件生產瓶頸，將針對少量多樣的自行車高階花鼓，開發一套「彈性製造機械手臂去毛邊產線」，除了導入機械手臂去毛邊技術，將去毛邊工作自動化，更將生產管理與即時派工系統導入產線，增加產線彈性化，此外，針對產線管理開發稼動監控與線上品質監控與檢測，即時回饋產線資訊，同時，對去毛邊製程優化，包含了毛邊生成預測技術、去毛邊專用刀具優化、以及去毛邊路徑最佳化技術。該技術將應用於高階客製化花鼓產線，以突破目前生產瓶頸，本計畫將實際生產線作為技術驗證之場域。

【計畫摘要】

2015年台灣自行車出口值約 900億台幣，產值逐年增加，但因產能有限，產業逐漸轉向高單價市場。目前國內高階零組件業者正面臨，日系廠商自動化低成本生產，及中國大陸低階廉價產品的雙重壓迫，難以在大批量產品中競爭。面對此困境，國內自行車產業正朝向高階客製化產品發展，而利奇機械更是投入大量研發能量，致力於高階客製化關鍵組件。為了擴大產能，利奇大量投入自動化，提升機台產量，但高階零組件加工後，卻需要以人工去毛邊，確保品質，因此造成產線瓶頸，使整體稼動率無法提升，致使近年利奇苦於產能不足，無法進一步承接更多訂單。

【研發動機】

30

【創新重點】

【應用市場或產品】

本案針對自行車花鼓去毛邊製程之智慧化生產廠域進行建置，導入智慧機械、管理、檢測等技術能量，期望能在短時間內突破產能瓶頸。

應用市場初步以自行車關鍵零件為主，之後期望將「彈性製造機械手臂去毛邊產線」技術應用至其他產業，如汽車與航太，同時將本計畫發展之資通訊技術擴散至國內製造業，使國內製造商導入具有通訊、智慧化等功能的智慧化產線。

圖 2-5 彈性製造去毛邊技術可應用之其他零件

藉由本計畫的執行及資源補助建置完善「彈性製造機械手臂去毛邊製造系統」；未來可將此製造系統導入外包商體系的製程系統內，提昇台灣自行車產業整體產值。

在整體產業效益方面，本計畫將國產設備導入本案高階自行車關鍵零組件智慧製造產線中；這些設備必須改造為智慧製造專用機且具備機聯網功能，這也是未來國產設備智能化的示範點，有助於深化國產加工設備導入智慧製造的業務。

【協助產業發展貢獻】

31

【研發成果預期衍生效益】

1. 對公司效益 :本計畫的執行預計在現有廠房及加工設備的資源下預計可提昇產能；預估

第一階段市佔率可望上升，而後逐年再擴增產線。同時將此製造系統導入外包商體系的製程系統內，共同提昇台灣自行車產業整體產值。

在整體產業效益方面，本計畫將國產設備導入本案高階自行車關鍵零組件智慧製造產線中；這些設備必須改造為智慧製造專用機且具備機聯網功能，這也是未來國產設備智能化的示範點，有助於深化國產加工設備導入智慧製造的業務。

2. 對合作夥伴之結盟效益 :• 未來可將此製造系統導入外包商體系的製程系統內，提昇台灣自行車產業整體產值。

• 本計畫預計將現有設備導入本案彈性製造機械手臂去毛邊製造系統產線中，這些設備將改造為自行車高階零組件加工專用機並且具備機聯網功能，未來可透過與設備供應商結盟關係，提供此產線做為國產設備智能化的示範點，有助於推廣國產加工設備導入高階自行車產業的業務。

32

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 18件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 0人

碩士生 0人

其他 100人

專利

國內

發明專利 1件

新型專利 3件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉

33

計畫名稱 : 應用於智能機器人的視覺即時定位與地圖構建關鍵零組件研發計畫期間 : 106年 11月 01日至 107年 10月 31日補助經費 : 2,000仟元

智慧機器人為當前科技發展一大重點領域，市場成長潛力備受看好。前景雖然樂觀，仍然有許多技術瓶頸需要克服，現今機器人因移動能力受限，而無法彈性執行各種進階任務，空間定位與地圖構建為重要的關鍵技術之一。

本計畫將以自主研發的視覺定位技術，開發成視覺模組，並成機器人的關鍵零組件。讓機器人能在完全陌生的環境中自主學習後建立出起地圖，地圖能隨環境變化而自動更新，並能根據此地圖自主導航移動。此關鍵零組件可以輕易嵌入機器人內部，與之協同作業，進行環境探索、建立地圖、隨時更新地圖、定位，提供機器人航位相關資訊，輔助機器人擴大工作範圍與能力。

【計畫摘要】

台灣塔奇恩科技股份有限公司

近年來隨著各種新興智慧機器人的蓬勃發展，帶來廣泛的產業機會，無人載具的應用，已然成為未來的趨勢。

雖然各項導航裝置已替人類帶來各種想像，但於實際應用上尚欠缺乏可於室內外同時導航、價位低、可以辨識特徵的導航工具，例如：飯店內收被單的機器人、政府機關各部門配送公文機器人、醫院內輔助醫生或護士人員運送器材、餐廳內點餐機器人等，其應用共通的特性為：環境地圖不明確、無法付出高昂的成本、需有特徵辨識的功能，輔助機器人記憶出入口位置、餐桌位置、房間或病床位置等。因此使用視覺定位可以彌補該問題，達到夠低價、夠彈性、並且可以於任意位置啟動的缺口。

【研發動機】

2-2 創新型計畫

34

目前的服務型機器人都還不能任意的移動以執行更多的工作並限制其發展，對於前撲後繼的眾多機器人開發公司而言，若有一種可靠的定位模組，來讓機器人知道自己的位置，並判斷該往哪裡去，將能大力的提昇機器人的用途。塔奇恩的視覺定位模組能簡易地安裝在機器人上，立即讓機器人具有不限尺度、室內外定位導航的能力，創新重點如下表所述：

【創新重點】

目標項目 現 況 創新重點

1.產業創新由少數產品終端品牌商自行開發，以大量感測器為主，視覺為輔，且業界尚無此階層的供應鍊。

成為視覺定位模組的專業供應鏈

2.價值創新以紅外線及雷射定位，無法於陌生環境中啟動，且探索能力及應用受侷限。

以視覺為主的定位，可於陌生環境中快速定位，成本低並能附加影像辨識功能。

3.顧客價值客戶需整合定位裝置，並給予充份調適，可能還需要大量測試。

安裝後立即可以使用，輕易將機器人升級為具有定位導航的高端應用機器人

35

【應用市場或產品】

由於機器人需求量會快速加溫、機器人必須能移動才能達成功效。塔奇恩第一階段將依序聚焦於迎賓、專業清掃及點送餐服務型機器人。塔奇恩所開發的「機器人專案視覺定位模組」為一個 PCB板上含一顆鏡頭、單晶片控制器、記憶體及相關的電子零件，客戶購買此模組置入機器人後，就能依賴此模組建立地圖及定位，並賴以自由活動。

第二階段將發展工業、醫療及國防等用途的專業模組，協助各領域的機器人都能取得環境特徵並定位。

圖 2-9 空間定位示意圖

1. 提升國內現階段的智慧型機器人的技術，讓智慧機器人安裝塔奇恩的定位導航模組後，可以自主移動，輔助擴大機器人的應用範圍。

2. 協助國內現階段智慧機器人的產業升級，促進產業轉型，厚植台灣的技術能力與創新能力。

3. 協助建立國內智慧型機器人產業供應鏈，現況還無法由市面上買到類似的視覺模組，缺少此一關鍵零件的產業鍊將使許多新創的機器人公司無法取得資源而限制其發展，塔奇恩的產品將弭補此缺口。

【協助產業發展貢獻】

36

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 0人

碩士生 3人

其他 0人

專利

國內

發明專利 1件

新型專利 1件

新式樣專利 0件

國外發明專利 0件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉 塔奇恩的技術為公司價值的主要核心，目前無技術移轉之規劃

37

計畫名稱 : 矽膠投射式車燈透鏡產線智慧化開發計畫計畫期間 : 106年 11月 01日至 107年 10月 31日補助經費 : 4,000仟元

瀛海國際股份有限公司

本計畫以創新產品與創新技術的開發，發揮矽材特性優勢，擴大矽材應用範圍及使用方式，透過關鍵模組的開發建立自有產業關鍵技術，有機會扮演國內矽膠產品產業之核心凝聚力量，不再受制於進口業者，創造領先國外之矽材產品製造技術，引領台灣矽材產業以矽膠異材質複合技術優勢產生實際貢獻，並得以藉此技術開拓國際矽材產品市場。

本計畫目標如下 :1. 開發一款 LSR矽膠材料之「投射式車燈透鏡」，該產品除具可取代傳統塑膠及玻璃材料等多項優勢，附加價值高，市場之未來性可期。

2. 開發高效率自動化生產技術及智慧資訊管理系統，以提升 30%以上生產效益。

3. 透過大數據資料庫分析及製程參數演算法技術來強化整體生產智慧化的能力。

【計畫摘要】

38

目前矽膠產品仍有成本過高而無法被市場普遍接受的問題，因此開發矽膠射出成型製程取代熱壓製程成為新發展趨勢。但射出成型製程控制參數眾多掌握不易，使得前期在開發新產品時，需使用窮舉法找出一組最適切的配方(Recipe)，此種做法卻導致大幅人力、物料及時間成本的浪費，又過度仰賴操作人員的經驗值，傳承容易產生斷層，因此矽膠材料與製程技術的分析，需要投入更多的研究，在智慧製造的時代，同時也需要一套智慧資訊化系統來改善生產製造與管理問題。

【研發動機】

1. 使用光學級矽膠材料製作「投射式車燈透鏡」具備高光學穿透率、優耐候性、抗 UV紫外光，加上其量產設備成本低、速度快，有利於降低客戶初期投入成本及縮短生產時間等優勢特性，具有取代傳統塑膠及玻璃透鏡等多項優勢。

2. 在服務流程上導入產線智慧化系統後，服務流程時程為：客戶詢問 (1天 )→提供設計圖 (2天 )→模組化模具 (14天 )→樣品試模 (1天 ) →產品量產，共需 18天。故導入製程參數運用後可節省約 33天的工作週期，大幅提升產線效率。

3. 在目標市場上透過智慧化產線的建立，可直接反應在產品產能及品質上的提升，增加產品市場競爭力，因此除了原有的居家產品市場外，光學應用、醫療器材、光電半導體科技應用等，亦是未來的目標市場。

【創新重點】

39

【應用市場或產品】

因應矽橡膠產品未來在廣泛應用的趨勢下，針對矽膠產品的應用市場中，隨著光源技術的演進，車燈的光源由白熾燈逐步發展為鹵素燈泡、氣體放電式光源 (HID)到現今流行的 LED光源，甚至更為前瞻的雷射頭燈，技術的發展引領了車燈的設計趨勢並展現全新的照明視野以及安全性提升，其中雷射光源亦可結合前方與對向車輛等障礙物辨識技術，衍生出先進駕駛輔助系統 (ADAS)的相關產品。

本計畫洞察汽車產業持續發展及車用先進燈具之使用趨勢，佈局車用 LED市場，進行 LED投射式車燈用之光學透鏡產品研發，開發「矽膠投射式車燈透鏡」，以 LSR射出成型製造，替代目前以玻璃材料為主之產品，具有零組件輕量化、不易破損之優點，並驗證本計畫開發之智慧產線之功能與效能。

1. 本計畫藉由開發智慧化產線以及光學級矽膠應用產品驗證，將可提升生產顧客或終端消費者高效率、高品質的服務滿意度與價值，獲得最好的性價比產品。

2. 除現有之矽膠產品市場外，因應未來矽橡膠產品在光學應用及醫療器材之廣大應用商機，對於新產品開發與產品數量之提升都有顯著效果，本計畫開發之產線自動化與產品資料庫建立，可快速以 turnkey solution的方式，縮短進入矽橡膠製造業之門檻，目標市場將從產品販售轉換成整體製造體系及生產管理之應用形式提供產業之市場需求。

【協助產業發展貢獻】

40

【研發成果預期衍生效益】

項目 績效指標 產出量化值 預估數 備註

論文著作

國內

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI論文 0件

專書 0件

技術報告 3件

國外

期刊論文 0件

研討會論文 0件

SCI/SSCI論文 0件

專書 0件

技術報告 0件

人才培育

博士生 0人

碩士生 5人

其他 6人

專利

國內

發明專利 0件

新型專利 0件

新式樣專利 0件

國外發明專利 3件

其他專利 0件

大陸發明專利 0件

其他專利 0件

技術移轉 製程參數演算法技術 預估金額：800仟元

強化區域合作推動中南部智慧機械及航太產業升級研發補助計畫辦公室臺中市大雅區中科路6號5樓之9電話 ： 04-25681085傳真 ： 04-25680646網址 ： http://www.smai.fcu.edu.tw

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