2022.12.17 05:58 臺北時間

【產業前鋒】各國瘋搶兆元商機 數位分身掀製造生醫業革命

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數位分身是造車的得力助手,可以縮短製造時程及研發成本,故被BMW、福特及台灣MIH等採用。(東方IC)
數位分身是造車的得力助手,可以縮短製造時程及研發成本,故被BMW、福特及台灣MIH等採用。(東方IC)
台灣電動車年度盛事MIH Demo Day日前熱鬧登場,由MIH執行長鄭顯聰主持發布Project X計畫,首度揭露將在明年推出平價的3人座小型電動車原型車。本刊調查,MIH之所以能交出第1張成績單,時下最夯科技之一的數位分身(Digital Twin)貢獻頗多。
數位分身不僅是造車的好幫手,就連智慧城市、智慧工廠及疫苗研發等應用都需要用到它,龐大的商機吸引NVIDIA、達梭系統、西門子、博世等國際大廠,以及台灣的研華、華碩雲端、台智雲等公司相繼投入,希望藉此大發利市。
由MIH開放電動車聯盟(MIH Consortium)發起,1年一度的MIH Demo Day 11月8日登場,最大亮點莫過於那台略帶可愛又科技感十足的小型電動車A-Segment,而令人驚訝的是,A-Segment竟將在2023年端出原型車,2025年正式量產,打破汽車業慣例。
MIH執行長鄭顯聰表示,MIH平價的3人座小型電動車A-Segment能快速問世,全靠數位分身。(mih提供)
外界好奇MIH才成立1年多,為何能快速打造一台車?對此,MIH執行長鄭顯聰語帶興奮地向本刊透露:「數位分身厥功甚偉,因為比起傳統造車需5到10年時間,透過數位分身協助,2到3年便可解決!」

降低成本 提高開發效率

鄭顯聰口中的數位分身,指的是將現實世界已有的物體,於虛擬世界中打造出一模一樣的分身,二者間數據資料即時連動,藉此達到縮短開發時程、提高設計效率;不僅如此,數位分身還能達到縮短生產時間、降低製造費用等效果。他舉例說:「若車壞了,有了數位分身,遠端工程師也可協助現場人員檢修,節省時間和成本。」
數位分身不僅是造車的好幫手,就連疫苗研發、智慧城市、智慧工廠等應用都需要用到它。(翻攝自輝瑞官網)
資策會MIC產業分析師洪斌傑指出,數位分身的概念於2022年剛被提出時,起初是朝著製造業方向思考,透過將產品(或產線)在虛擬空間中創造出實體分身的方式,達到降低成本、提升產線效率等功用。

達梭系統 模擬太空測試

時光倒流至2021年4月19日,在凹凸不平的火星表面,由美國國家航空暨太空總署(NASA)打造的機智號(Ingenuity)無人機,緩緩啟動螺旋槳,接著越轉越快,下一秒,成功在火星升空。看到無人機升空的剎那間,緊盯著螢幕的NASA團隊歡聲雷動,因為他們開啟了人類史上首次在火星啟動動力飛行器,開啟太空探索新時代。
以NASA公開模型為基礎,達梭系統用數位分身技術,協助NASA打造機智號(Ingenuity)無人機,成功放飛火星。(翻攝自YouTube)
成就這項太空創舉背後,也是靠著數位分身經過不斷模擬、演練打造而來,而全球數位分身產業指標大廠、法國軟體廠商─達梭系統(Dassault Systèmes),正是幕後功臣。
以航空軟體起家的達梭系統,不但是波音、漢翔、長榮等長期合作夥伴,就連BMW、豐田、福特等車廠與MIH也都是它的客戶,受到各行各業重量級業者青睞。
達梭系統大中華區技術總監馮升華表示,達梭系統用NASA公開的模型作為基礎,打造一個無人機分身模擬的空氣動力學狀態,並且加上火星的大氣條件(如大氣層氣體/流體的性質、火星引力等)做為參考,計算無人機應使用的材料、重量,以及每分鐘需要轉多少次才能穩定飛行。讓這些無法實際在外太空進行的測試,得以藉由數位分身在虛擬環境模擬最佳方案。
達梭系統大中華區技術總監馮升華表示,透過虛擬概念的導入,數位分身讓許多產業將不可能化為可能。(翻攝自acs summit)
「同樣的,無人車造車之路也是如此。」馮升華說道,現在無人車最大的疑慮就是安全性。無人車需要跑多少公里,安全性才能被認可?根據美國科學家計算,需要跑170億公里不出問題才安全,但這對於無人車來說,幾乎是不可能的任務。
然而,透過虛擬概念的導入,將讓不可能化為可能。馮升華補充說明,在虛擬世界中打造出公路、城市、環境(光照明暗度、濕度、風速),與周邊車況、人流的空間,在裡面不斷地測試無人車,取得有用數據,最大的好處就是能避免出錯、降低風險,同時也能加速造車速度。
專家表示,數位分身的好處不僅限於造車上,包含智慧城市、智慧工廠、醫療(新藥開發、手術模擬)、能源,甚至是家用產品都有它發揮的空間,未來產業前景光明。數位分身可以是非常複雜的虛擬實境,也可是簡單日常應用場景的數位化,它正在改變製造業的運作基礎。

台廠優勢 應用感測工控

事實上,數位分身早已滲透到人們的生活周遭。3年前,中國武漢爆發不明肺炎,短短二個月就在全球蔓延開來,各國災情頻傳;然而,一年後信使核糖核酸(mRNA)疫苗快速問世,為人類控制疫情燃起希望,這當中,數位分身也有功勞。
資策會MIC產業分析師洪斌傑表示,通常要開發新藥、新疫苗至少需要5年時間,加上臨床測試與政府法規範流程,可能還需要多耗費一個5年。
對此,馮升華表示,採用數位分身技術,可大幅壓縮新藥研發和上市時程,因人類對COVID-19疫苗需求急迫,在緊急狀況下,mRNA更是短短1年多就可上路。
隨著各種應用百花齊放,根據 MarketsandMarkets的數據顯示,2020年,全球數位分身市場規模約31億美元,2026年將大幅成長到482億美元,換算新台幣產值高達1.4兆元,年均複合成長率(CAGR)高達58%,相當驚人。
針對台灣發展數位分身的機會點,洪斌傑分析,數位分身供應鏈可分為負責收集與傳送現場資訊的感測、用可程式化邏輯控制器(PLC)等裝置接收資訊與控制的工業控制,以及模型建構分析、核心零組件與人工智慧(AI)演算法等環節。而台灣原本具備的ICT產業量能,可發揮在感測和工業控制環節,是台廠發展數位分身的最大優勢。

研華強項 軟硬平台整合

目前,台灣數位分身相關業者中,最具代表性的廠商之一是工業電腦龍頭研華。有別於國際大廠專注在蓋新廠協助客戶導入數位分身,研華則聚焦於讓客戶舊產線優化,透過製造設備聯網化,將感測所蒐集的資訊傳到工控設備。
「研華已經和台灣被動元件大廠合作,透過聯網基礎工程的建置,將數位分身技術導入廠房內,進而管理廠內的製造溫濕度、設備稼動率以及生產效能,精準計算出每小時生產的元件數量。」研華資深市場開發經理卓建曄向本刊說道。
新冠疫情席捲全球,透過數位分身進行不斷地模擬、測試,讓mRNA疫苗得以提早上市,控制疫情。
除深耕硬體的感測、工控等技術能力,研華更將觸角延伸到軟體平台,獲得全球排名前3的風力發電業者金風科技青睞。卓建曄表示,過去做數位分身需網羅數十到上百人來開發、建置風力發電機的數位分身,透過研華的軟硬整合平台,可縮減1/3人力。此外,透過數據反饋,還能教導業者如何能讓發電風機壽命更長。
當被問及與其他競爭同業相比,研華的競爭優勢在哪?卓建曄用蘋果(Apple)的商業策略舉例。他分析,蘋果手機可以賣得這麼好,背後靠的就是其iOS作業系統撐起的生態系。
卓建曄自豪地說道,在數位分身領域,研華是台灣工業電腦業者中,第一個展開相關布局的廠商,至今已有7、8年。公司不僅持續強化硬體技術,更戮力打造軟體和生態系。
卓建曄分析,國外眾多軟體實力高強的公司,往往少了自家硬體的支持,造成系統整合商得自己找設備來測試、搭配,麻煩且耗時。反觀,研華在硬體的部分非常注重數據採集端,自己就能將底層的基礎工程建置完善,讓感測、傳輸能有效互通有無。

華碩布局 關鍵擬真技術

除了研華,資訊品牌大廠華碩也積極布局數位分身產業,透過投資華碩雲端、台智雲,聚焦在數位分身的應用與AI演算法上面,也就是側重於雲服務領域,透過軟體的方式跨足數位分身。
華碩雲端總經理吳漢章指出,集團從軟體角度切入數位分身,提供相關的應用與AI演算法和工具。
華碩雲端暨台智雲總經理吳漢章指出,數位分身的關鍵技術在於「擬真」,這個擬真可能是一個環境、一個表情或一個說話方式,而台智雲就是透過AI工具讓這個擬真能如實呈現,再讓華碩雲端讓其於應用場域落地。
吳漢章從軟體的角度分析,要做個人化文字轉語音(Text To Speech,TTS)分身,裡面往往需要整合4、5種不同的技術;一般來說,沒有3到6個月是沒辦法的。而台智雲的平台,直接將所有技術整合成一個AI工具,優化之後,只要1、2天就能打造出分身。
「雲服務很難經營,要有很多客戶付你錢才做得起來。」吳漢章直言。華碩雲端和台智雲是台灣少數做雲服務的業者,這也成為華碩在台灣發展數位分身最大的利基。

發展關鍵 納入運營考量

但是,話雖如此,吳漢章坦言,二家公司目前的技術與國際雲端業者相比稍嫌不足,不過在特殊應用領域,應會有台廠可發揮的空間,例如在美國做的醫療工具,基於法規等因素,或許不能一體適用於台灣。
看似若有似無存在的數位分身,正掀起製造產業一波革命,扮演各行各業得力助手的角色。(翻攝自達梭官網)
基於此,吳漢章表示,華碩雲端和台智雲將利用台灣硬實力,加速其投入軟體速度;與此同時,另一個發展關鍵就在「運營」。他指出,未來數位世界會變成以服務為導向,意味著除了購買,租借、訂閱等服務模式,也必須納入運營考量。因為在價值鏈中勢必存在著運營者角色,故軟體、工程能力越好的雲服務商,將會創造更多的商業機會。
不同於國際大廠專門聚焦新廠導入數位分身,研華則是將重點放在藉由數位分身提升舊廠的生產力。
看似若有似無存在的數位分身,正掀起製造產業一波革命,扮演各行各業得力助手的角色,不僅幫助人類控制疫情,更是汽車等製造業的神隊友。專家表示,數位分身發展是循序漸進的過程,未來將逐步擴散在各產業。
更新時間|2023.09.12 20:44 臺北時間
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