量測資訊第209期:計量標準發展

目錄

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專輯前言

高效類神經模型-地下水管洩漏檢測感測器
國內外溫室氣體查驗人員職能要求差異分析
工具機關鍵組裝參數數位模型技術發展
蘭嶼地區太陽光電系統金屬及合金之大氣腐蝕性分類研究
ESG與企業韌性經營
從ESG到AI+AOI,打造智慧製造的未來願景

美國晶片制裁與地緣政治對半導體產業之影響

數位雙生的趨勢與應用

 

 

前言

計量標準是國家重要基礎建設,與民生經濟、科技研發、永續經營等議題息息相關。全球化發展下讓計量標準在國際貿易、產業創新、環境保護上皆扮演重要角色;疫情衝擊下的AI產品應用與產業數位轉型發展,氣候變遷下的淨零碳排需求更是為計量標準應用帶來重大挑戰。全球計量標準發展從2019年起進行了百年來的變革,國際單位制(SI)以物理常數重新定義,此計量標準的新里程,也為全球各領域發展的計量需求,奠定了國際調和與共通可靠的量測依據。

 

計量標準應用廣泛,以目前全球企業積極進行的數位轉型為例,網路資訊、大數據AI人工智慧與高效運算等,都需要新世代計量標準來支援。而企業的永續經營也在國際淨零議題下,需著手進行碳盤查以符合目前歐盟碳邊境調整機制(CBAM)之要求。我國的計量標準由國家度量衡標準實驗室把關,致力於先進量測技術研發,滿足國內產業在校正、測試、驗證等需求,並因應國際發展趨勢提供先進製造、再生能源、AI智慧生產…等計量標準應用,創造產品附加價值,提升產業整體競爭力。

 

本刊節選近期計量標準發展各領域相關研發應用,如「高效類神經模型-地下水管洩漏檢測感測器」提出以頻率域音頻訊號結合卷積類神經網路模型自動辨別洩漏音的方法,用來偵測地下水管的洩漏狀態,以智慧檢測技術提高效率與準確率,協助自來水廠排除人力檢測判斷誤差造成水資源流失。「國內外溫室氣體查驗人員職能要求差異分析」說明溫室氣體查驗主要在確保企業或組織針對溫室氣體排放量盤查結果的準確性,特介紹國內外查驗人員職能與專業資格要求之差異,提供碳盤查工作者參考。「工具機關鍵組裝參數數位模型技術發展」基於高階工具機市場需求,以幾何誤差量測及組裝公差智慧化分析關鍵技術,提升工具機組裝品質及整機精度。「蘭嶼地區太陽光電系統金屬及合金之大氣腐蝕性分類研究」利用蘭嶼地區高溫、高溼與高鹽份的環境條件,進行太陽光電系統金屬材料之腐蝕性分類分析,可提供太陽光電業者C5等級腐蝕速率參考,進行太陽光電發電設備關鍵零組件材料評估,降低大氣腐蝕所造成的經濟損失。

 

本次另精選國家度量衡標準實驗室基於35周年慶舉辦之系列研討會專題內容,如「ESG與企業韌性經營」點出全球疫情、極端氣候事件、變動的全球政經情勢持續對企業永續經營帶來莫大的衝擊,在此多變且具挑戰的環境下,企業應積極落實ESG 的推動、強化風險管理,及早因應永續轉型,為未來尋找新機會。「從ESG 到AI+AOI,打造智慧製造的未來願景」進一步指出後疫情時代,從自動化及數位化逐步走向智慧應用,隨著AI技術突飛猛進,以往許多在自動光學檢測上無法克服的問題,藉由AI技術的導入,帶來了新的機會與挑戰。「美國晶片制裁與地緣政治對半導體產業之影響」說明美中兩強科技戰對決,牽動全球半導體業競合,在AI與半導體先進技術已從國家安全的角度進行政策修正,臺灣應維護自己的能動性以獲得同盟優勢,排除國內生產不利條件,開通國外發展管道。「數位雙生的趨勢與應用」指出此技術發展是將真實物件以軟體分身方式,鏡射於虛擬世界中,應用上可將2D圖資建構成3D資料庫,導入時間軸,模擬現實場域中各種可能狀況,藉以找出問題,進行改善對策分析。

處於產業環境快速變動的時代,計量標準是應變創新最重要的依據,本刊希藉由計量標準發展相關議題之探討,與各界攜手朝永續經營目標邁進。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

高效類神經模型-地下水管洩漏檢測感測器

摘要

傳統地下水管洩漏的偵測方式都需要依賴有經驗的人力,並且需經過長時間的培養來提高偵測的準確度,本研究設計一種高效率的類神經網路,用自動化收音裝置協助人員偵測地下水管的洩漏狀態,減少大量的人員培育成本與增加檢測的準確率與效率。

 

 

 

 

 

 

國內外溫室氣體查驗人員職能要求差異分析

摘要

2022熱議環境主題為淨零排放2050,然而,溫室氣體排放管理在國際與台灣均非新議題。我國政府早於2016年即公告溫室氣體減量管理法,搭配此母法,同時公告溫室氣體認證機構及查驗機構管理辦法,而查驗的主要功能即為確保企業或組織針對溫室氣體排放量盤查結果的準確性,進以判斷該盤查結果是否可屬合理保證或有限保證。由此可知,查驗工作的重要性如同實驗室的技術認證管理,而查驗人員的職能與專業素質如何培育,在行行人力短缺的世代,同樣是個需重視的議題。本文介紹國內外查驗人員資格要求之差異,或可提供有志投身相關工作者參考。

 

 

  

工具機關鍵組裝參數數位模型技術發展

摘要

現今依據市場發展,例如,半導體、航太、綠能、電動車產業等之高精密零組件需求,及國機國造與國艦國造的政策推動,新型、高階工具機之市場需求也將隨產業需求而提升。因此,基於此新興需求,國內工具機產業莫不提升工具機品質,或是與智慧科技融合,強化智慧化功能,以競逐中高階工具機市場。為實現此目標,需提高工具機產業附加價值,包含數位化整合及建立智慧化量測技術,同時也須提高關鍵零組件品質、工具機組裝與測試能力,提升組裝品質及整機精度,才能趕上德、日中高階工具機之水準。因此,建立幾何誤差量測及組裝公差智慧化分析關鍵技術,有助於工具機設計、零組件製造、機台組裝到最後整機檢測測試,使組裝品質提升,進而提升工具機整機的精度。

 

 

 

 

蘭嶼地區太陽光電系統金屬及合金之大氣腐蝕性分類研究

摘要

本研究於民國110年開始與業界廠商合作,於台東蘭嶼建置海洋性大氣長期腐蝕曝曬試驗場,藉由蘭嶼地區臨海高溫、高濕、高鹽害與颱風肆虐之嚴苛腐蝕環境,可用於評價太陽光電系統適用之模組、變流器與重要零組件效率及耐受性,有效協助國內太陽能模組、金屬支架、扣件及螺絲廠商等,作為未來設計系統可靠度之依據,提升國內太陽能發電設備於地面型及屋頂型之安全、性能、效率、壽命與可靠度,帶動太陽光電產業發展,並藉由擴大實際案場實績,協助提升我國業者國際競爭力。

 

 

 

 

ESG與企業韌性經營

摘要

ESG是環境保護(Environmental)、社會責任(Social)及公司治理(Governance)的縮寫,它是一種新型態評估企業的數據與指標,代表的是企業社會責任,越來越多企業或投資人會將ESG評分視為評估一間企業是否永續經營的重要指標及投資決策。

 

 

 

 

從ESG到AI+AOI,打造智慧製造的未來願景

摘要

隨著後疫情時代的來臨,從自動化及數位化逐步走向智慧應用,使人力逐漸被取代,不僅減少產線人員配置,也改善人力不足的問題,同時把疫情對製造產業的影響降到最低。AOI檢測系統透過光學檢測來取代傳統的目檢,導入AOI可以縮短產品檢測時間,進而降低人力成本。

儘管AOI可以取代人工檢測,但某些應用由於AOI的過殺率太高,人工覆判的情況仍是許多常見的做法。隨著AI技術突飛猛進,過往許多在AOI檢測系統無法克服的問題,藉由AI技術的導入,似乎看到一盞明燈,但AI真的如同想像中的美好嗎?在導入AI到既有的AOI系統之中,存在的那些機會與挑戰?

 

 

 

美國晶片制裁與地緣政治對半導體產業之影響

摘要

美中兩強科技戰對決,牽動全球半導體業競合,美國力求鞏固全球第一大半導體龍頭的地位,近來汲汲營營欲聯合盟友抗中,期望成立國際前四大半導體供應國美台韓日,共組聯盟防堵中國擴張。

近年來,因中國在經濟以及軍事領域的擴張,令以美國為首的西方世界逐漸感受到印太區域的不安日益加深。美國政府開始不得不正視中國在先進技術取得來源是否符合全球貿易規範的前提,對中的政策也開始調整為「打壓政策」,在AI與半導體先進技術的政策已從國家安全的角度來進行政策修正,並同時祭出美國晶片與科學法案來推動未來科技新創。

 

 

 

數位雙生的趨勢與應用

摘要

   「數位雙生」的定義,將真實物件以軟體分身方式,鏡射於虛擬世界中;為什麼要有「數位雙生」技術,可以從馬雲所提出的觀念來解釋。馬雲說:「人類正從IT時代走向DT時代」,馬雲所謂的IT是自我控制、自我管理,而DT雖和本次「數位雙生(Digital Twin) 」議題是一樣的縮寫,但馬雲的DT,原文為Data Technology,是服務大眾、廣泛激發生產力為主的技術,兩者間看起來似乎只是技術差異,實際觀念卻存在著思想差異,也就連帶解釋人類已從資料科技走向資訊科技再運用。