技術通報 304期_淺談2024年日本大阪關西工業製造展之產業技術發展趨勢 2025.03.04

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展覽背景與概要

技術發展介紹

結論與未來展望

參考資料

 

　　製造業正處於數位化轉型與智慧化發展的快速變革期，而技術創新則是推動行業進步的核心動力。「2024 年日本關西工業製造展」(Manufacturing World Japan) 聚焦於全球製造業的技術發展趨勢，涵蓋了數位轉型、智能製造、自動化解決方案及品質管理技術等領域的最新進展。展覽以實現生產效率提升、成本優化及產品品質改進為目標，吸引來自世界各地的領先企業與專業人士共襄盛舉。
　　本次展覽呈現製造業應對未來挑戰的多樣化技術方案，從AI 技術應用於圖面設計與報價優化，到自動化設備的創新與智慧零組件的發展，均展現了如何透過技術進步提升製造效能。這些技術不僅推動傳統製造流程的升級轉型，更為實現工業數位化與可持續發展奠定堅實基礎。作為全球製造業的交流平台，該展覽為行業專家、學者及實務者提供深入探討與學習的機會，透過技術展示與經驗分享，為未來製造業的創新與突破奠定全新視角。

 

▋ 展覽背景與概要

　　在全球製造業面臨轉型升級的關鍵時期，市場需求的多樣化及技術進步的快速迭代推動數位 化與自動化技術的深度應用。尤其在人口結構變化、勞動力短缺等挑戰下，企業迫切需要尋求高 效且智能化的製造解決方案。而日本作為全球製造強國，其製造技術與創新能力長期處於領先地 位，成為全球業者的重要學習標竿。
　　此次參與「日本關西工業製造展」，旨在深入了解當前製造技術的最新進展與應用趨勢，並 藉此探索解決實際生產問題的可行方案。透過展覽所提供的技術展示與案例分享，可幫助參展者 掌握全球製造業的技術脈動，進一步為提升自身技術水平與擴展國際合作奠定基礎。
　　日本大阪區展覽是針對業界人士提供縮短研發週期、提高生產力、提高品質、價值分析/ 價 值工程和降低成本等解決方案的首選展覽，經了解，對中小企業來說，如要拓展日本市場業務， 反而如此在地展較容易有業務推廣上的收穫，大型展覽(Manufacturing World Japan 東京展或 是JIMTOF) 通常是大公司新科技比拚的地方，中小企業機會較小。
　　其展覽有八大特色展與八大廠館，主要展出內容如下:

1. 設計工程及製造解決方案展：IT 解決方案，包括製造業所需的CAD、CAE、ERP、生產管理系統。
2. 機械要素及技術展：電機、軸承及機械部件，機械加工、衝壓及其他加工技術。
3. 工廠五金及機電設備展：工廠用節能產品、物流設備、維修產品及安全產品。
4. 工業AI/IoT 展：物聯網（IoT）平台、AI 解決方案及通訊設備。
5. 國際增材製造及3D 打印展：增材製造（AM）、3D 列印機、材料及觸壓成型。
6. 國際量測/ 測試及感測器展：量測、檢查、測試之感測器。
7. 工業數位化展：推動工業數位化的IT 產品和服務。
8. 工業ODM/EMS 展：開發和製造ODM/EMS 以及外包工程服務。

▋ 技術發展介紹

　　本次參訪洽談「日本關西工業製造展」Manufacturing World Japan 總計超過50 家來自 全球的領先廠商，展示涵蓋數位轉型、智能製造、自動化技術、先進檢測設備、以及特種加工 的最新技術和解決方案。此次展會旨在推動製造業的創新，協助各行各業提升生產效率、優化 管理流程，並探索未來製造業的發展方向。透過歸納基本可分為五大項：(1) 數位轉型與AI 應 用、(2) 智能製造與自動化設備、(3) 製造設備與工具、(4) 品質管理與檢測技術、(5) 特殊加工 與材料處理。

1. 數位轉型與AI 應用

　　隨著製造業不斷邁向數位化轉型，AI 技術在生產、設計、報價及流程管理等環節中發揮了 重要作用。本次展覽有深度了解的業者中，就有超過10 家展示AI 在製造業的應用，包括圖面 處理、數據分析、報價優化等多種創新解決方案。這些技術可幫助企業提升生產效率、減少人 為錯誤，並改善供應鏈管理的透明度。
　　其中AI 應用於圖面設計上展覽中最具代表應屬：REVOX，如圖一所示，業者針對製造業的 數位轉型雲端服務提供SellBOT 軟體帶來多種AI 應用體驗，利用 AI 解決圖面相關的問題。透 過「AI 報價」、「類似圖面 AI 搜尋」、「AI 提取與解析」、「AI 差異顯示」這四個 AI 功能及 EDI 功能（雲端請求報價、支援與答覆功能），讓任何人都能輕鬆快速地解決報價、訂單、採購 和設計業務的挑戰。這將改變依賴經驗和直覺的業務流程。
　　在業者目前推廣導入下，多以機械產業之切削加工、鈑金加工、組立組裝加工與模具加工等做應用，如圖二所示。其能提供之功能細談如下：

1. AI SEARCH：搭載AI 的圖面搜尋系統，只需上傳圖面檔案，即可依據過去的圖面或資料進行類似度排序，並顯示搜尋結果。使用者能夠在不耗費大量時間和精力的情況下，迅速找到參考圖面或類似圖面。
2. AI DIFFERENCE：搭載AI 輔助的差異顯示，情境在新圖面上傳後，系統AI SEARCH 將與類似圖面進行比較，凸顯標示差異，確保比對結果。
3. AI PLICE：搭載AI 輔助用來解決報價依賴個人的問題，幫助實現短時間內進行準確的報價；軟體將透過AI SEARCH 提取類似的圖面，確認以往類似的報價資訊，複製過去相似報價並透過AI DIFFERENCE 辨別變更點，讓AI 訓練，最終持續修正下，將有輕鬆的報 價輔助。（功能內包含不同的加工製程與材料用量計算）
4. AI EXTRACTION：從圖面中利用AI 進行提取和解析的系統，圖面上傳後，系統即可自動提取材質、圖號、產品名稱、數量等信息。另外還能自動統計最大尺寸、孔數等特徵，並支援將數據匯出至Excel 表格。

　　透過AI 技術來數位化製造流程的前端，從報價、下單、採購到設計上，通過AI 的幫助，在各階段提供自動化解決方案，縮短週期，提高準確性；在不同的情境下所需用時可能約1~2 天，優化後皆能大幅改善至0.5 天完成，此在目前人力稀缺的情形下，必能輔助作業人員，達到數位轉型且縮短無謂耗時之繁瑣作業，如圖三所示。
　　雖然REVOX 提供完整AI 應用於圖面設計上的解決方案，但是主要以2D 圖面做應用，而在展覽中若是以3D 圖面應用上最具代表則屬：Smart Scape，如圖四所示，業者之SS4M 軟體僅需上傳3D CAD 檔，透過長期累積的設計以及製造的經驗、藉此來提升設計、製造、採購、報價等業務的效率。可從以前累計下來的大量3D 模型的數據當中，快速找尋相似形狀的3D 模型，並且查看3D 模型的屬性信息，從而進一步地設計與研發新產品。
　　透過SS4M 軟體使用，如圖五所示，可以優化平時常見之問題：

1. 從零開始研發與設計新的模型圖面是耗時耗力之事。此外，設計後製作與生產過程也是十分地耗費精力。透過SS4M，能讓使用者更快找出以往的圖面。透過累積之設計製造數據，讓使用者減少設計與製造的大幅度的成本，提高營業的利益。
2. 在工程設計前，必須根據專案的需求和目標去製定出設計方案，須掌握結構、系統、設備、材料之類的知識。透過參考過去的數據訊息，以便實現工期短縮、品質向上。
3. 透過搜索過往3D 圖面的加工資訊與價格紀錄，可迅速地調整且報價。

　　軟體提供功能可從CAD 資料中擷取屬性資訊/ 也可以從外部匯入，並在匯入後進行不同3D 圖面搜索，以及檔案名稱和屬性搜索，最終彙總每個圖面的參考次數，以此作為標準化的候選； 其中在應用上是以瀏覽器方式呈現，並能夠即時顯示3D 圖面，在進行比較時更可透過不同顏色 呈現其差異，最終作為改善或整合應用之辨別。

2. 智能製造、智慧零組件與自動化設備

　　智能製造是未來工業發展的關鍵，許多廠商在展覽中展示創新的自動化解決方案，包括智能 生產管理系統、排程軟體、智慧零組件以及小型機器人等。這些技術致力於提高生產現場的自動 化程度，減少對人力的依賴，並提升工廠的運營效率，幫助企業實現無縫協同和精準控制。
　　其中相關展出內容最具吸引力應屬：THK，如圖六所示，業者針對製造業要減少生產現場的 徒勞耗損提出最大限度地提高整體設備效率之系統平台OMNIedge；並在其平台系統下延伸出 三種AI 功能，包含: 螺桿、馬達與切削工具之零組件AI 解決方案。
　　OMNIedge 平台針對生產現場的各種損失提供解決方案，如圖七所示。在製造業的生產環 境中，損失損耗是影響效率的主要因素，這些損失可分為三大類：妨礙他人工作的損失、阻礙 設備效率和運轉率的損失以及單位消耗效率的損失。首先，在妨礙他人工作的方面，五重大損 失包括管理上的失誤、經營過程中的磨損、組織內部的協作問題、自動更換設備時的浪費以及 測量和調整過程中所產生的損耗。這些問題通常是由於管理不當或組織內部溝通不暢所造成的， 進而影響整體工作效率。OMNIedge 通過數位化工具和自動化流程，幫助解決這些管理與協作 上的挑戰，從而減少這些損失。
　　其次，在阻礙設備效率和運轉率的問題上，有幾大損失特別值得關注，這些損失源自於設備 的運行狀態及維護問題，包括設備故障、刀具更換設定與調整過程中的效率下降，以及運行速度 的減緩等。此外，設備在急速或突然停止的情況下，也會導致生產的停滯與損失。同樣，瑕疵品 的產生或返工需求也會進一步增加損耗。更重要的是，隨著設備使用時間的延長，性能的下降和 工具的磨耗也成為影響運轉效率的因素。OMNIedge 通過智能監控系統，即時追蹤設備狀態， 提供維護建議，避免設備過早出現故障或停機情況，從而減少不必要的生產中斷。
　　在單位消耗效率方面，主要的損失來自於產量不足、能源消耗過大以及模具和工具的損壞或 磨損。這些問題會直接增加生產成本，降低單位生產的經濟效益。OMNIedge 能夠監測每個生 產單位的能源使用情況，並針對模具與工具的壽命進行精確的預測和管理，幫助企業在生產過程 中有效地控制成本，提升整體生產效能。
　　OMNIedge 技術的應用通過針對上述三大類損失進行全面的數位化管理與優化，顯著提升 生產現場的整體運營效率。無論是管理層面的協作問題、設備運行中的故障停機，還是能源與工 具消耗的優化，OMNIedge 都能提供具體的解決方案，使企業能夠在保持高效運行的同時，最 大限度地減少生產過程中的各類損失。
　　另外，在OMNIedge 平台下有三種AI 功能，包含: 軌道、馬達與切削工具之零組件AI 解 決方案；軌道與馬達情境應用為目前此兩種的零組件，如圖八所示，常有依賴直覺和經驗的問題 顯示出在許多工廠和生產設施中，設備維護工作往往依賴於資深技術人員的經驗與直覺。這意味 著維護的質量和效率很大程度上取決於技術人員的技能水平，當熟練工人不足或無法到場時，可 能導致維護不夠及時或精確，進而影響設備的正常運行。
　　TBM（Time-Based Maintenance）功能展示定期維護所帶來的潛在問題。TBM 是一種根 據固定時間間隔進行的維護方式。雖然這樣的方式可以預防設備問題，但它也會導致維修人員的 負擔加重，並可能在設備仍處於良好運行狀態時過早進行維護，從而浪費資源。同時，由於巡檢 週期的嚴格，巡檢過程也可能出現不必要的停機或干擾生產。
　　最終如突然故障則指出生產線上突如其來的設備故障所帶來的風險和損失。當設備在運行中 出現意外故障，整個生產流程將被迫停止，進而造成巨大的經濟損失和生產延誤。這樣的突發情 況不僅影響生產效率，還可能增加維修成本和延長停工時間。
　　軌道與馬達的AI 應用功能展現出多項創新特點，如圖九所示，為製造業的設備管理與維護 提供全新的技術支持。首先，其具備良好的安裝靈活性。無論是全新設備還是已經運行的舊設備， 感測器的設計都使其可以輕鬆安裝，無需更換整個系統或設備。這種靈活性不僅降低導入技術的 門檻，還能通過簡單的升級實現設備功能的改進與優化，極大地提高設備升級的效率與經濟效益。
　　在零件狀況的監測方面，該技術顯著提升傳統方法的準確性與可靠性。以往判斷零件狀況主 要依賴於技術人員的經驗和直覺，但這些方式容易受到主觀因素影響。通過數據化管理，設備零 件的潤滑程度與損壞狀況如今可精確地以數值形式呈現。操作人員可根據實時數據快速決定是否 需要進行維護或更換零件，從而避免過度維護或忽視問題造成的設備停機。尤其在馬達相關組件 中，AI 技術更能對旋轉設備進行全面的狀態監控，收集並分析振動、聲音與溫度等數據。這些 多維度數據的累積與分析，讓AI 能準確判斷設備健康狀況，減少人工操作對經驗的依賴。
　　此外，AI 診斷服務進一步提升設備管理的效率與精準度。透過AI 對設備運行數據的分析， 系統能預測未來可能發生的故障模式，幫助企業提前發現潛在問題，避免突發故障帶來的生產中 斷與損失。同時，該服務提供詳細的維護前後報告，清楚呈現維護工作的實際效果與數據改善情 況，顯著提高設備管理的透明度。當設備出現異常或狀態變化時，AI 系統能自動通知相關人員， 確保問題在擴大之前及時解決，進一步降低生產風險。
　　在實施導入方面，業者提供PoC（概念證明）的一站式解決方案，從感測模組到通訊設備的 每個環節都經過完整設計。這套方案包含了多個關鍵要素，如輕鬆安裝的感測模組與附件、即時 查看設備狀態的Web 應用程式、內嵌邊緣AI 的專用放大器，以及穩定且安全的4G/LTE 通訊設 備。這種整合性服務不僅簡化導入流程，還保證數據傳輸的穩定性與安全性，使企業能夠迅速投 入使用並獲得實際效益。
　　總體而言，軌道與馬達的AI 應用技術通過靈活的安裝、高效的數據監控、智能診斷服務以 及全面的實施方案，為製造業的數位化轉型提供切實可行的解決方案。這些創新技術不僅提升設 備的運行效率，也降低運維成本，為企業的智能化升級帶來顯著的價值。
　　在THK 本次展出內容提供智慧生產與智慧零組件對於針對製造業使用者端能夠得到的Total Solution，提出整體設備效率之系統平台OMNIedge，並延伸出多種智慧零組件AI 功能具有完善 的AI解決方案，在此展覽期間也有另一家廠商：TSUBAKI，提出類似的解決方案，但THK仍屬最優。

3. 製造設備與工具

　　製造設備及工具的創新與升級是工業製造的核心。在本次參展廠商展示針對不同應用場景的 製造設備和工具技術，如切削加工、3D 印表機、設計工具與加工參數適化工具等。這些設備工 具的應用，能夠有效提升產品的加工精度、加速產品開發週期，並應對製造業日益多樣化的需求。
　　在加工生產上相關展出內容中屬SUPWAT 提供最新穎內容，如圖十所示，業者開發專注於 製造業的研究開發、設計、生產技術領域的AI 服務「WALL」。雖然AI 的應用可能會讓人感到 門檻很高，但WALL 旨在讓沒有AI 或統計學等專業知識的人也能使用，並且在產品開發中將現 場工作人員的易用性放在首位。目前，業者已與汽車相關製造商和中小型化學製造商等多方面合 作需求。主要能提供效益如下：①在研究開發和設計部門大幅減少試誤次數 ②在研究開發和設計 部門發現人員無法想到的見解 ③在生產技術部門改善產品的良率。
　　在業者們數位轉型過程中AI 的應用效果常有不明確，難以在實際業務中適用的問題， SUPWAT 的「WALL」系統希望提出明確解決方案，如圖十一所示，且從三面向著手：(1) 效率 化與高速化：傳統的設計和生產流程通常依賴於不斷試誤，這種過程會導致大量的成本和工時浪 費。WALL 系統通過減少試誤次數，讓流程變得更加高效和快速。使用AI 進行數據分析和模型 建立，能夠減少無效的嘗試，從而提高整體流程效率。(2) 高度化：在傳統方法中，很多設計或 生產條件需要依賴人的經驗或現有的分析方法，而這些方法可能無法發現最優化的解決方案。 WALL 通過AI 技術，能夠找到那些人員理論思考外無法輕易發現的條件組合，並自動進行最佳 化，從而提高開發和生產的精度與效能。(3) 形式知識化：傳統上，很多技術流程依賴於資深技 術人員的經驗和直覺，這導致不同操作人員之間的產出結果不一致。WALL 系統通過將技術知識 和經驗進行結構化、可視化，讓所有人員都能夠按照相同的標準進行操作。這樣不僅提高了結果 的一致性，也能讓技術知識在團隊內部進行共享，從而實現知識的形式化與制度化。
　　參數優化有三種方法，如圖十二所示，(1) 貝氏優化（Bayesian optimization；ベイズ最適 化）：透過優化技術可以利用少量的數據和實驗回合來獲得所需結果。此功能特別適合於信息不 足的場景，幫助高效探索改進區域和具有潛力的實驗候補點，從而大幅降低實驗成本和時間。(2) 多目標優化：當設計參數之間存在權衡（trade-off）時，這個功能可以設定多個目的變數進行優 化。它幫助使用者在多個參數之間找到最佳平衡點，從而滿足多樣化的實驗需求。(3) 二次元映 射（二次元マッピング）：此功能將高維數據轉換為二維數據圖，減少信息損失的同時提升數據 的可讀性。這讓使用者能夠更直觀地了解參數之間的關係和變化，並進行更精確的分析和決策。

4. 品質管理與檢測技術

　　產業中品質管理和檢測技術是確保產品符合高標準的重要一環。廠商展示先進的檢測設備與 技術，如：3D 光學測量系統、品質檢測系統、無線測量模組、壓力檢測技術等，這些技術能夠 快速且準確地檢測製造過程中的產品品質，降低次品率，並確保生產一致性。
　　其中品管檢測展出內容與AI 應用結合最完善應屬：Anamorphosis Networks，業者透過 NuLMiL 軟體記憶不良樣本的AI，只需對不良品的影像資料進行不良部位的著色，即可進行學習， 如圖十三所示。不僅可以由AI 判斷OK/NG，還可以針對AI 的判斷設定「面積、長度、寬度」這 三個參數，依據不良的種類進行設定。這樣一來，現有的檢驗標準就可以直接應用於自動外觀檢查。
　　軟體操作直觀，使用者只需將不良部位進行顏色標記，然後AI 會自動進行外觀檢查。這意 味著無需具備任何程式設計知識，即可透過簡單的手動操作完成複雜的檢測任務，降低了操作門 檻。實現原本依賴人眼的視覺檢查的自動化。系統根據已設定的NG（不良）標準與樣本進行檢 測，並使用類似度判定技術來評估產品與標準樣本的差異。這使得過去無法自動化的目視檢查工 作得以自動進行，大幅提升檢測的效率和準確性。

5. 特殊加工與材料處理

　　在高精度和特殊材料處理的需求不斷增加的背景下，特殊加工技術變得尤為重要。本次展示 各種先進的材料加工處理技術，包括不銹鋼部件的精密製造、熱處理技術、超音波加工設備與智 慧刀把產品等，且有這些技術能夠滿足製造業對高精度和高質量零部件的需求，並提升產品的耐 用性與穩定性，也提供監測生產狀態的方法手段。
　　其中加工生產解決方案中，在展覽中看到一熟悉的品項：智慧刀把，如圖十四所示，此產品 是由住友電工展出切削加工相關之解決方「Toolsat」，系統以無線傳輸方式即時回傳切削加工 振動與受力反饋，並透過UI 介面呈現數據與極座標圖，供分析辨別應用。
　　住友電工之「Toolsat」系統利用無線技術，支援對刀具和加工設備的實時監控，並通過設 置定量值來預測和可視化異常狀況。這個系統的核心在於透過安裝在加工設備上的感測器，來測 量工具和工件的狀態，並將數據無線傳輸到監控電腦上進行分析，無線傳輸的距離可達20 米， 使操作更加靈活和便利。
　　「Toolsat」系統提供車削與銑削兩種方案，並且針對工具缺損的監測、微小的彎曲與扭轉 監測、切削力的變化與磨損進程與切屑的監測與處理，工具可十分靈敏的即時檢測出加工歷程的 附載變化，可用於預測潛在問題，提高生產效率和加工質量。針對切削加工之儀器工具，屬住友 電工之「Toolsat」系統最具亮點，無非是知道智慧刀把除德國台灣外，持續有更多業者廠商的 投入，且提出新產品新服務，這樣會使未來此種工具儀器普及率能逐步增加，擴大產業與不同加 工業者之應用，後續就能以更經濟實惠下享受便利的切削加工設備。

▋ 結論與未來展望

智慧製造與數位轉型：在關西工業製造展中，智慧製造與數位轉型是展覽的核心之一，無論是AI 應用於圖面設計、報價自動化，還是生產排程系統，都展現了技術如何提升生產效能與精準度。 而多軸工具機旋轉軸模組的效能優化也可以藉助這些數位化技術，例如AI 系統進行即時監控， 預測潛在的故障點，達到精準維護與提升生產效率的目標。
能耗管理與節能技術：展覽中特別提到工業AI/IoT 解決方案以及OMNIedge 平台，這些技術能 夠透過數據監控和智能分析，實時監測設備能耗，進而進行優化與減少能量消耗。這部分可以與 多軸工具機計畫中的節能目標相結合，透過安裝智能感測器監測工具機的運轉狀況，提供能耗數 據分析報告，進一步降低能源浪費。
自動化與智慧零組件：展覽中的自動化設備與智慧零組件，尤其是在切削工具與馬達運作上的AI 解決方案，展現了如何減少人力依賴、提升操作效率。這些技術可直接應用於多軸工具機旋轉軸 模組的優化，藉由AI 診斷服務與感測器的安裝，達到運作情況的可視化及故障預測，減少不必 要的維護中斷。
　　未來工具機廠商導入AI 的可行作法:

1. 工具機暨零組件廠商導入數位化或AI 於接單、設計、供應鏈、製造、品檢、售服中。並導入AI 工具來提升生產/ 組裝流程的工具機效率與品質。
2. 工具機廠開發AI 應用服務，提供終端客戶智慧解決方案，如設備智慧監測、健康預診、精度補償功能。
3. 養成AI 應用人才，以建立行銷服務、研發設計、生產製造的AI 研發、應用能力。

國際合作與技術交流：本次展覽強調國際性技術交流的價值，透過參與展覽與國際廠商交流，我 們可以學習到先進的技術應用。這與計畫內效能提升相呼應，技術與知識的引入將有助於本地產 業的技術提升，推動製造業的國際競爭力。
　　本次參與2024 年日本關西工業製造展，提供一個與國際業者直接接觸的寶貴機會，讓我們 得以了解其他領先廠商的最新技術與解決方案，這樣的技術交流讓我對於未來的合作充滿期待。 期望能夠進一步加強與國際業界的技術合作，引入更多創新與理念，助力台灣工具機產業的國際 競爭力提升。

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▋ 參考資料

1. REVOX ，https://www.sellbot.jp/。
2. Smart Scape，https://solution.smartscape.co.jp/ss4m/。
3. THK OMNIedge，https://www.thk.com/brand/omniedge/jp/。
4. SUPWAT，https://www.supwat.com/。
5. Manufacturing World Japan，https://www.manufacturing-world.jp/osaka/ja-jp/search/。
6. Anamorphosis Networks，https://anamorphosis.net/。