Pin It

精準計量 為產業升級添柴加薪百年度量衡大變革

撰文/梁雯晶

度量衡制度正在掀起一場無聲革命,國際度量衡大會決議,自2019年5月20日起,國際單位制7個基本單位中的質量、電流、物質量及溫度將不再以實物或自然現象作為計量標準,而是改以更精準的基礎常數來定義。

因應國際單位制飛躍性的變革,工研院自2017年便開始積極更新設備與實驗測試計量方式,在今年5月20日世界計量日,也與國際同步更新度量衡制度,為產業的未來做好準備。
因應國際單位制飛躍性的變革,工研院自2017年便開始積極更新設備與實驗測試計量方式,在今年5月20日世界計量日,也與國際同步更新度量衡制度,為產業的未來做好準備。

古人是如何計算長度呢?在古代,世界各國度量衡並未統一,1吋可以是英國人第一節大姆指的長度,也可以是3粒麥子連結起來的總長,而1碼則是英國國王亨利一世的鼻尖到左手伸直的指尖。 

如此充滿不確定性的計量方式,嚴重影響世界貿易的進行,以及工業技術的發展。直到1875年5月20日,法國為首等16個國家率先簽署「米制公約」,確立計量制度及監督體系,並陸續定義包括質量、電流、物質量、長度、時間、燭光、溫度7個國際單位制(Système International d'Unités;SI)的計量方式。 

最初SI的計量方式,多以實體人造物或自然現象計量比較,易因外界變因而產生不準確的現象,在陸續改為基礎常數定義後,例如:以光速來定義長度,僅剩質量、電流、物質量及溫度尚未改制。 

國際單位 從實物改制為基礎常數

1889年,世界上唯一一座以鉑銥合金製作的國際公斤原器(International Prototype of the Kilogram;IPK)誕生後,國際定義其重量為1公斤,並保存於法國巴黎國際度量衡局,凡是簽署米制公約的國家,都要定期將複製於公斤原器的複製品送回巴黎校正,以確保世界上所有的「1公斤」都是一樣的。 

但即便經過層層嚴密的控管,隨著時間流逝,IPK的重量仍有些微變化,因此國際度量衡大會決議以更加精確穩定的普朗克常數(Planck Constant)重新定義公斤,以保障全球貿易的公平基準。 

與IPK定義公斤所面臨的問題相同,溫度、電流、物質量也在追求計量的精準與穩定考量下,由國際度量衡大會重新訂出物理常數計算值,於2018年底表決通過,2019年5月20日起實施新定義:質量單位「公斤(kg)」、溫度單位「克耳文(k)」、電流單位「安培(A)」與物質量單位「莫耳(mol)」的定義,分別改為更穩定的普朗克常數、波茲曼常數、基本電荷與亞佛加厥常數。 

與世界同步 更新測量設備與技術

台灣在2002年起加入國際度量衡委員會,並與105個國家及組織簽定「國家量測標準與校正╱測試報告相互認可協議」(CIPM-MRA)。為使國內產業接軌全球貿易體系,滿足台灣民生、安全、貿易的需求,經濟部標準檢驗局及工研院建置「國家度量衡標準實驗室」,由工研院建立符合國際單位制的計量標準,提供我國各式量測儀器的校正與認證。也因這個相互認可協議,國家度量衡標準實驗室所出具的校正報告才能獲得其他國家的承認,國內廠商製造的產品可外銷至全世界。 

因應國際單位制飛躍性的變革,在經濟部標準檢驗局支持下,工研院自2017年便開始積極更新設備與投入研發。也因為台灣具有足夠的量測能力,工研院成為世界各國首批取得高純度矽晶球的國家,透過計算矽原子數量的方式實現以普朗克常數定義公斤。在物質量、溫度、電流方面,工研院也更新儀器設備與技術,如購置聲學氣體溫度計、絕對輻射溫度計,並更新相關計量標準。 

5月20日當天,經濟部標準檢驗局舉辦「2019年世界計量日-國際計量發展趨勢論壇」,工研院董事長李世光在會中指出,SI單位改制對精準計量的影響層面相當廣泛,包括半導體、能源、航空、醫療等精密產業,都與計量息息相關,尤其高科技產業不乏因計量誤差導致的錯誤。如哈勃太空望遠鏡因鏡片2.2微米(約頭髮厚度五十分之一)的誤差,致數10億元的儀器幾乎報銷。新SI上路,切不可忽視高科技的潛在影響與創新應用的挑戰。 

經濟部標準檢驗局局長連錦漳表示,歷經2年籌畫與組裝測試,工研院得以在今年與國際同步實施新的SI,「是值得慶祝的歷史一刻!」隨著SI單位計量定義的更新,未來不論是5+2產業創新計畫、物聯網及大數據等嶄新科技的發展,皆有更準確與穩定的計量標準作為強力後盾,為台灣產業的轉型升級添柴加薪。 

工研院成為世界首批具有資格取得「高純度矽晶球」購置權的國家單位,透過計算矽原子數量的方式計算普朗克常數,以新定義計量公斤。
工研院成為世界首批具有資格取得「高純度矽晶球」購置權的國家單位,透過計算矽原子數量的方式計算普朗克常數,以新定義計量公斤。
  
  

Pin It

帶得走的泥火山豆腐綿延在地豆香

撰文/王珮華

來到富里羅山村的遊客,有個行程絕不能錯過,那就是DIY泥火山豆腐。當遊客魚貫進入綠禾體驗農家,導覽的年輕女子不慌不忙,熟練的用大灶生火,指點導遊客添柴加薪,她身手俐落一邊講解,一邊邁開弓箭步示範壓豆腐。她是金佩茹,一個住在富里的台北人。

都市囝仔、富里媳婦金佩茹,接下婆婆體驗農家事業,現在已能熟練的用大灶生火煮豆漿、壓製泥火山豆腐。這是來到羅山有機村不可錯過的體驗活動。
都市囝仔、富里媳婦金佩茹,接下婆婆體驗農家事業,現在已能熟練的用大灶生火煮豆漿、壓製泥火山豆腐。這是來到羅山有機村不可錯過的體驗活動。

食安風暴後,有機栽植在全台蔚為風潮,事實上,早在2002年,花蓮縣富里鄉羅山村,以優良水質與潔淨土壤,獲選台灣第一個有機示範村。而羅山大魚池旁的泥火山,噴發出帶有鹹味的泥漿,當地人以火山泥漿沈澱後的高礦物質鹵水,取代石灰作為凝固劑製作豆腐,這就是台灣唯一,富里獨有的泥火山豆腐。 

微科技助羅山名物跨出後山

「羅山村在我公婆那一代,農會就輔導農民從傳統農業轉型為體驗農家,」金佩茹發揮社會學的田野調查精神,把泥火山豆腐的來龍去脈娓娓道來。泥火山豆腐是當初羅山在做社區總體營造時,所挖掘出來的傳統食品,中間曾經失傳數10年,「公公的姊妹們還記得,小時候媽媽曾經做給他們吃,當時生活很困苦,好不容易有豆腐吃就覺得很感動。」正因泥火山豆腐只有富里吃得到,金佩茹接手公婆的體驗農家後,就選擇這項「非常羅山味」的物產,作為主打體驗活動。 

然而,主成分為蛋白質的泥火山豆腐保存期相當短,「尤其是夏天,客人可能才回到家,豆腐就開始變質,」金佩茹說,因此泥火山豆腐對多數遊客而言,是只能限時限地品味的羅山名物,很難攜帶,更不容易分享,這讓決心發揚羅山特色的金佩茹難免有些遺憾。 

工研院中分院副執行長李士畦透過「富里983」平台,認識了金佩茹等富里青年,得知泥火山豆腐跨不出後山的困境後,帶著團隊協助研製了天然保鮮液配合保鮮封膜設備,讓保存期限從原本的3~7天,延長到15~20天。封膜後的豆腐,也比原先的塑膠袋包裝美觀,更容易攜帶,「還能透過低溫宅配來運送,」金佩茹說。 

工研院協助調製豆腐保鮮液並封膜,讓保存期限從原本的3~7天,延長到15~20天。封膜後的豆腐,也比原先的塑膠袋包裝,不僅美觀,更容易攜帶。
工研院協助調製豆腐保鮮液並封膜,讓保存期限從原本的3~7天,延長到15~20天。封膜後的豆腐,也比原先的塑膠袋包裝,不僅美觀,更容易攜帶。

以一種好換另外一種好

別看金佩茹儼然泥火山豆腐代言人,第一次踏進婆家廚房,發現婆婆用大灶煮菜,已經夠震撼了。台北出生、長大的她,連灶都沒見過幾次,更遑論生火。「我們都是生活在瓦斯爐的年代,我太了解都市人不會用灶生火,」金佩茹沒有選擇,就是努力學,「生火不會,做豆腐更困難,做100次就會了。」她自述,帶體驗課程必須面對人群,在1小時內清楚呈現從黃豆到豆腐的流程,這些全是挑戰,都需要努力調適。 

對金佩茹來說,隨著環境調適自己,已是家常便飯。她從研究所開始,離家到花蓮求學,因論文以羅山有機村為題,在富里蹲點半年做田野調查,一邊在農會工讀,一邊寫論文。婚後,與先生在美國生活兩年多後選擇再回富里,很多人都問,為什麼要回來?回來能適應嗎?金佩茹回答得理所當然,「是我先認識富里,才認識我先生,我長期蹲點在這裡,我已經選擇了富里的環境與生活步調,你說我適不適應?」 

對於生活環境的抉擇,金佩茹自有一套詮釋,「以一種好換另外一種好」。她說,都市的交通、購物、工作環境都很便捷,但鄉下生活品質好,看出去有藍天綠地,不是人擠人的環境,她願意用都市的好換鄉下的好。更何況,許多人的夢想就是退休後,到鄉下買一塊地種田,「我們現在就在過退休生活,多少人羨慕我們!」 
台北、富里、加州,繞了一圈再回到富里,富里像是風箏的線頭,不管飛得多遠,遊子總會回家。不做豆腐的時候,金佩茹會帶著孩子到富里街上,跟朋友串門子,孩子穿梭在左鄰右舍、泥塘與稻浪間,吹進縱谷裡的薰風微送,帶來泥土的味道,金佩茹深信,自己做了很棒的選擇。 

科技助青年返鄉創生

 

Pin It

科技助青年返鄉創生遇見天賜糧源

撰文/王珮華

雨後初霽的花東縱谷,豔綠稻浪翻飛,遠方山嵐湧動,心,不覺寧靜起來。這裡是花蓮最南端的富里,也是台灣最早的有機米所在,儘管看金針花的人潮車流,年復一年的從台9線呼嘯而過,富里始終保有純淨質樸的風土人情,也正是這份恬靜怡然,吸引著遊子、歸人在此落地生根、立命安身。

天賜糧源旁的平闊綠野,仰臥的美人山環抱著迎風搖曳的稻浪,這裡是富里年度盛事「穀稻秋聲山谷音樂節」的所在。(富里983提供)
天賜糧源旁的平闊綠野,仰臥的美人山環抱著迎風搖曳的稻浪,這裡是富里年度盛事「穀稻秋聲山谷音樂節」的所在。(富里983提供)

夏末秋初,台9線上爭睹金針花海的遊客,從玉里赤科山一路迤邐而來,賞完金針花,人群又簇湧著前進池上伯朗大道,往「金城武樹」朝聖去了。富里,這個位於玉里、池上之間的有機米鄉,年年看著觀光客行色匆匆、來了又走,卻甚少拐個彎進入這個饒富風情的小鎮。 

9年前,富里對在台北成長、求學的鍾雨恩來說,只剩下童年的回憶;現在,他卻是富里有機米品牌「天賜糧源」的主要經營者。「以前只有寒暑假,會回富里爺爺家,」2010年,鍾雨恩論文剛完成,正準備以社會福利專業投入台灣長照政策研究,不料,剛退休返鄉務農的雨恩父親,因心臟主動脈剝離住院,甫成立運作的產銷班、合作社,萌芽中的有機米品牌,一時頓失依靠。 

天賜糧源引進工研院稻殼炭化技術,讓原本是農業廢棄物的稻殼變成改善土質的肥料,副產物稻醋液還能防治病蟲害,利於土壤永續發展。
天賜糧源引進工研院稻殼炭化技術,讓原本是農業廢棄物的稻殼變成改善土質的肥料,副產物稻醋液還能防治病蟲害,利於土壤永續發展。

彎進故鄉的人生岔路

「務農不是我人生的安排,」鍾雨恩坦言,產銷班以親戚居多,一切還在起步,父親一倒下,親友與祖父輪番上陣勸說他回鄉接棒,「那時我很猶豫,就這樣南來北往『幫忙』了兩年,」最後讓他下定決心回鄉的反而是他的指導教授。鍾雨恩說,老師鼓勵我「現在做的事(產銷班)不也是實現社會福利的方式?」 

鍾雨恩就這樣踏著泥土、手捧稻禾,展開了他的地方創生實驗。缺乏農事經驗的他,憑著做研究收集資料的精神,「多聽多學就懂了」;加上小時候跟著祖父所打下的客家話基礎,鍾雨恩與產銷班的父執輩都能說得上話,「可能我是學社會福利的,比較容易與人建立關係,」他笑稱,過去的社工訓練,要了解案主,除了他本身還要盤點他的家庭,「到後來,他們都說我是張老師,夫妻吵架還會打電話找我調解。」 

鍾雨恩認真吸納富里的地氣,努力向市場溝通故鄉的美好:他帶著產銷班農友,加入影像化生產履歷平台;引進工研院的稻殼炭化技術,落實取用皆歸大地的永續栽植;結合多才多藝的農家媽媽,車縫客家花布袋,包裝成婚禮囍米;與工研院合作開發養生處方米、稻米萃取技術,以多元經營,增加稻米、農家的附加價值。 

9年來,「天賜糧源」從一個7位農民種植10公頃土地的小型產銷班,發展到現在有30多人共72公頃的「富糧稻米合作社」,鍾雨恩也在2016年獲選為百大青農,他把人生的岔路愈走愈大條,愈走愈穩。 

科技搭台 讓地方文化唱戲

工研院中分院副執行長李士畦投入花東產業輔導10餘年,因而與鍾雨恩熟識。「年輕人對科技的接受度是相對高的,」李士畦說,在東部推動科技導入,年輕人是很重要的切入點,用好技術與新生代溝通,再把好的成果展現給長輩看,長輩眼見為憑,科技入鄉的過程就會順利多了。 

李士畦用「技術搭台、文化唱戲」來說明工研院科技輔農、協助地方產業的定位,他指出,富里獨特的人文與地理環境,是全國有機米栽植密度最高的區域,兼顧地方產業特色並維持友善生態的內涵,是技術整合的關鍵。工研院引進最新的節能型生物炭生產技術,讓原本廢棄的稻殼經過炭化成為改善土質的基礎,副產物稻醋液再結合當地植物,組合成天然複方生物製劑,還能拿來防治病蟲害,對富里而言,成了友善環境的技術輸出。 

此外,工研院也結合微蒸、多重壓差萃取、發酵等技術,以養生處方箋的概念讓在地農產與有機米結合養生處方米。「市面上的雜糧養生米普遍有不易煮熟的問題,我們透過技術整合,讓養生米買回去很容易被煮熟,口感營養都好,還能吃到富里的味道。」李士畦說,還有由碎米、米麩、胚芽米製備的高價值萃取液,用米作周邊保養品原料,製造出來的產品效果好,也讓青農們找到了新的目標。 

工研院推廣技術的同時,也兼顧地方產業特色、需求,維持其友善生態的內涵,圖為工研院中分院副執行長李士畦手持天賜糧源米桶。
工研院推廣技術的同時,也兼顧地方產業特色、需求,維持其友善生態的內涵,圖為工研院中分院副執行長李士畦手持天賜糧源米桶。

斜槓青農 成就富里音樂盛事

合作社漸上軌道,鍾雨恩將觸角向外延伸,「富里的農民其實沒有完全務農,他們往往身兼多職,個個身懷絕技,」鍾雨恩表示,有的農家經營農村體驗活動、有的開餐廳、民宿,還會釀酒,他靈機一動,何不利用外頭的綠地,趁著稻穗金黃秋收前,號召農民舉辦市集活動,應該會很精彩。 

鍾雨恩口中的綠地,是昔日舊糖廠所在,約莫兩個足球場大的平闊綠野,斜坡向下是迎風搖曳的稻浪,再外圍則是仰臥的美人山,這樣的美景,怎麼都看不膩。鍾雨恩透過合作社向外串連富里的年輕人,綠禾體驗農家的金佩茹、磚窯居的徐尉傑、邊界花東民宿的陳律遠、陳宣帆兄弟,就這樣一個拉一個,讓原本僅點頭微笑的鄰居同輩,變成「穀稻秋聲-富里山谷音樂節」的堅實夥伴,他們以全台灣最大數目的郵遞區號為名,自稱「富里983」,標誌著富里的與眾不同。 

集思廣益後,「富里983」認為臨時性的市集吸引力不足,既然大家都喜歡聽音樂,「不如讓辦個音樂節,坐在草地上聽音樂、吃野餐,更有特色!」構想有了,但是錢在哪裡?第一年的穀稻秋聲經費拮据,連50萬元都湊不齊,有夥伴建議,「不如等錢到了再辦?」但鍾雨恩認為,要等錢到位再辦,就絕對等不到那一天,不如硬著頭皮先做再說。 

想起第一屆的刻苦,金佩茹說,「知道錢不夠,所以什麼都自己來,搭帳棚自己來、插旗子自己來,連刷廁所也是自己來,」鍾雨恩說,包括藝人、舞台音響,許許多多人都是情義相挺。因為不收門票,活動紀念品盡量賣光,最後計算總開銷,「竟然好像沒有虧。這種冒險的事情也只有年輕人才會做。」 

鍾雨恩號召富里在地年輕人,組成「富里983」團隊,舉辦穀稻秋聲音樂會,凝聚鄉民認同感,為地方創造多元產業,鼓勵更多人來當富里人。(富里983提供)
鍾雨恩號召富里在地年輕人,組成「富里983」團隊,舉辦穀稻秋聲音樂會,凝聚鄉民認同感,為地方創造多元產業,鼓勵更多人來當富里人。(富里983提供)

穀稻秋聲 凝聚富里情感

年輕人搞音樂節,富里的長輩們表面看來淡定,但內心仍有很多疑慮。鍾雨恩舉例,第一屆音樂節前夕,一個管區員警不知是好心提醒還是警告:「哇甲你講,恁尚好麥出歹誌厚。」夥伴們百思不得其解,音樂節能出什麼事?後來才知道,原來長輩們想成電音派對,可能暗藏不法交易什麼的,讓夥伴們哭笑不得。辦完第一次,富里鄉親們才了解音樂節其實很老少咸宜,「第二屆時,那位員警全力支援,交管都是他負責的,」漸漸的,穀稻秋聲山谷音樂節成了富里一大盛事,2018年甚至為富里帶來了上萬人次的遊客。 

音樂節帶來最大的影響,或許是鄉民感情的凝聚。徐尉傑表示,富里族群多元,除了客家人、還有平埔族、原住民、新移民與閩南人,彼此交流並不多。第一年辦音樂節,為了張羅餐食,邀請不同家政教室的媽媽們協助準備傳統美食,沒想到合作難度卻很高,心驚膽跳的完成了第一次合作。「隨著音樂節愈來愈多人參與,富里幾乎不分族群,都把穀稻秋聲當成地方大事,願意捐棄成見,一起努力。」特別是工研院團隊迄今不離棄的陪伴精神,讓我們非常感動,鍾雨恩說。 

更讓鍾雨恩印象深刻的是,連續幾年音樂節前都下了大雨,草地泥濘不堪,活動當天許多社區居民、志工,為了讓遊客有舒適的場地,有抽水機的出抽水機,沒有抽水機的拿水瓢舀水,「這景象真的太感人了。」 

希望更多人來做富里人

身為富里青農,鍾雨恩認為受限於耕作面積,花蓮一定要從事精緻農業,「雖然不一定要每件事都導入科技,但肯定要創新。」農村青壯年人口不足,鍾雨恩不諱言希望更多年輕人回來,但他指出,返鄉青年不一定要務農,最重要的是,故鄉有沒有多樣的職業能讓他們選擇?或許發展觀光,這樣開咖啡店也才有人光顧,「關於這點,我們還在努力、還在實驗中。」 

穀稻秋聲音樂節今年將邁入第5年,參與者的熱情讓「富里983」青年印象深刻,音樂節會場看到有人拿著「富里國中第二屆同學會」的旗幟,長輩們藉著音樂節的機會回鄉團聚;也有認同音樂節、認同「富里983」的外地人,投入音樂節志工,每年回到富里「一期一會」,跟好久不見的老朋友聚會。 

「希望更多人來做富里人,」談到對富里的願景,鍾雨恩沉吟半晌說,這幾年慢慢發現富里有些新移民、或者正準備回鄉的移民,更有一群人喜歡富里,卻因現實條件,無法來當真正的富里人,「我們會持續創造更好的富里經驗,希望有朝一日,大家一起來做富里人。」 

Pin It

照明不僅看得見 喝得更安心智慧科技進入照明市場

撰文/趙新明

近10年可說是照明產業變化最劇烈的10年,LED燈泡價格大幅下滑,在商業與消費市場逐步取代傳統白熾燈泡,甚至省電燈泡;結合更多智慧技術、帶來創新商業模式,也讓原本穩定無波的照明產業,在科技加持後顯得生氣勃勃、活力再現。 

工研院投入照明領域多年,持續扮演中介媒合角色,這次展出項目全是產學聯手披荊斬棘、從無到有的心血結晶,其中「可攜式UVC LED流動水模組」更是讓副總統陳建仁讚不絕口。
工研院投入照明領域多年,持續扮演中介媒合角色,這次展出項目全是產學聯手披荊斬棘、從無到有的心血結晶,其中「可攜式UVC LED流動水模組」更是讓副總統陳建仁讚不絕口。

「2019年台灣國際照明科技展」5月於南港展覽館登場,副總統陳建仁與產官學研貴賓一同站上舞台,為活動揭開序幕,耀眼的舞台光燦爛奪目,完美呼應照明展主題,而展中最令人大開眼界的是,照明已經跳脫純視覺應用,走入殺菌、通訊領域。 

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,台灣LED產業與資通訊產業,在全球市場均具備相當的競爭力,工研院投入照明領域多年,持續扮演中介媒合角色,將照明產業與資通訊產業拉在一起,迸發出創新應用。這次工研院的展出項目,全都是產學聯手披荊斬棘、從無到有的心血結晶。 

副總統陳建仁致詞表示,2018年LED燈泡為台灣創造超過1,700萬美元的出口金額,2018年至2022年LED照明產品的年複合成長率,更可達到16%,台灣LED產業實力有目共睹。在參觀工研院「先進照明主題館」與「最適化照明主題館」後,陳建仁對於照明產業的技術能量與量產技術印象最為深刻,尤其是「可攜式UVC LED流動水模組」,更讓公共衛生背景出身的他讚不絕口:「每個家庭都需要淨水功能,這項技術對開發中國家來說尤其重要。」 

光照過更健康 可攜式UVC LED流動水模組

「可攜式UVC LED流動水模組」是全球第一款智慧可攜式流動水淨化系統,可解決全球85%民眾無法取得安全飲用水的問題。它可以快速安裝在各種出水口裝置上,以UVC LED技術搭配特殊軸向投射設計,加強投射進水流通道的UVC強度。當每分鐘水流量達到2公升以上,可除去99.9%的大腸桿菌,達最佳殺菌效果。值得一提的是,這項裝置的體積比市面上汞燈殺菌的類似商品還要小三分之二,不僅環保更加節能,使用年限達3年,是普羅大眾都能負擔得起的健康選擇。 

想睡就能睡 晝夜節律檯燈

睡前讀書反而更睡不著?上午在辦公室總是昏昏欲睡?這可能照明搞的鬼!根據研究,手機、電腦背光之類的短波長光會抑制褪黑激素分泌,讓人精神奕奕;相形昏暗的長波長光則是增加褪黑激素的分泌,自然昏昏欲睡。工研院研發的「晝夜節律檯燈」透過「異譜與多晶多色光譜擬合技術」,在同樣的視覺感受下,提供可自由調整的生理刺激值(CAF),比如夜晚可將燈光CAF值調低,為睡眠做好準備;白天再將CAF調高,使人保持清醒狀態。目前這項技術已技轉給國內多家LED照明業者,讓更多有睡眠障礙的民眾受惠。 

OLED車用先進環保車燈 放大車內空間

過去,只有進口車商的頂級車款才會採用OLED車燈,如今這項獨厚高端市場的慣例即將被打破!隨著LED在照明市場的滲透率逐步提高,車燈產業龍頭帝寶工業也跨出創新步伐,與工研院合作,將紅光OLED應用於車燈。雙方合作2年,依循歐洲經濟委員會(Economic Commission for Europe;ECE)法規,進行光學驗證與車規標章驗證,由於採用OLED的燈片,可省下導光板的空間,更加輕薄短小,也增大後車廂的空間,並以前衛及跑車概念作為設計方向,配合各式車款的改裝需求,在站穩利基市場的同時,已獲國際大廠的關注。 

不只照明還能通訊 VLC光通訊技術

一般的GPS定位系統,一旦進入室內就失去功用,向來為人詬病,現在只要一盞燈就可以解決這個問題。由工研院研發的「VLC光通訊技術」能使用LED傳遞數位訊號,讓燈光不僅能夠照明,還可以傳輸訊號,傳輸速度可達100Mbps,如採用雷射光源,更渴達到1Gbs的驚人速度。與傳統GPS定位系統相比,VLC光通訊沒有室內訊號屏蔽問題;與WiFi技術相較,RF電磁輻射也相當低,加上可定位1公尺內物體,精準度超過95%,非常適合應用在有低電磁輻射需求的醫院環境,只要有光的地方,就能精準掌握每一個病床、護理車的所在位置,有效提升醫療照護率。

 

Pin It

CIMS領軍國家隊所向披靡

搶攻Micro LED顯示技術先機
撰文/張維君

微發光二極體(Micro LED)被視為下世代顯示技術主流,但微米化的LED如何巨量精準的移轉到基版板或電路上,是最關鍵的技術。為搶攻市場先機,工研院籌組「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),串聯顯示器、半導體以及系統整合廠商,組成產品A+攻堅團隊,建構跨產業交流平台,布局Micro LED技術與應用開發。 

工研院籌組「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),串聯顯示器、半導體以及系統整合廠商,組成產品A+攻堅團隊,提前布局Micro LED未來市場。前排右3為工研院電光系統所所長吳志毅。
工研院籌組「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),串聯顯示器、半導體以及系統整合廠商,組成產品A+攻堅團隊,提前布局Micro LED未來市場。前排右3為工研院電光系統所所長吳志毅。

繼有機發光二極體(OLED)之後, Micro LED已成為最具潛力的顯示技術國內外大廠無不積極布局以搶占市場先機。工研院在2011年即開始紮根,所申請的相關專利數量在全球排名前五。然而Micro LED的產業鏈與過往的顯示技術不同,屬於橫向鏈結,絕不能只有技術開發方單打獨鬥,必須串連包括LED、IC設計、印刷電路板等廠商優勢,方能在這片競爭市場中脫穎而出。 

工研院於2016年正式成立「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS),串聯顯示、LED、半導體以及系統整合等上下游產業鏈,搭建Micro LED跨領域產業交流平台,並建立試量產線,提供廠商進行產品雛形開發,協助評估各應用的市場潛力。 
Micro LED正在趨勢風口上,聯盟成立第一年即有30家廠商加入,各次領域都有重量級廠商響應,也陸續促成相關應用進入量產階段。這項串連台灣優勢,接軌國際市場的成功案例,日前也榮獲經濟部國家產業創新獎「團隊類-產業創新聯盟」獎項,努力備受肯定。 

擺脫紅海 找回台灣產業優勢

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅分析當前顯示趨勢指出,液晶顯示器(LCD)技術已臻成熟,光是中國大陸就有幾10座工廠,市場已進入紅海廝殺;在OLED方面,大部分專利技術都掌握在韓國廠商手中,三星所掌握的專利甚至讓其他廠商連設備都買不到,台廠切入困難。所幸,台灣的面板、半導體與印刷電路板等產業在國際上都有強大的競爭力,應用在需靠組裝製作且產業鏈非常長的Micro LED領域,能成為發展此產業鏈的強力後盾,有機會為重返領先地位奮力一搏。 

CIMS聯盟主要推動項目包括定期舉辦工作坊,促進與國內外技術交流,與會員分享技術進展及市場訊息,目標將台灣打造成全球「巨量微組裝」(Micro Assembly)產業鏈供貨重鎮。2018年,工研院進一步提供Micro LED試量產服務,讓會員廠商進行產品雛型開發,進一步了解投資所需成本,更準確評估市場。 

「有了這個試量產線,不只大廠能跨足Micro LED市場,就連中小型如IC設計公司等都能做出自己的雛型產品,後續也可由工研院協助產線規劃。」吳志毅說明,一般液晶面板的10.5代廠投資規模高達新台幣百億,甚至千億元,而Micro LED一條生產線的儀器設備成本估計約2億元,投資額相對低,非常適合中小型企業為主的台廠投入發展。 

Micro LED不僅具有高解析及高亮度等優良特性,且室內、戶外都適用,未來聯盟會鎖定百吋以上的大型看板產品,預計半年這項產品就能登場亮相。
Micro LED不僅具有高解析及高亮度等優良特性,且室內、戶外都適用,未來聯盟會鎖定百吋以上
大型看板產品,預計半年這項產品就能登場亮相。

集中資源 搶攻利基市場

在目標市場的選擇方面,由於目前Micro LED的組裝技術尚未成熟,成本居高不下,反應在價格上,OLED仍較具優勢,比較起來,Micro LED更適合鎖定高單價、高性能的利基市場。目前市面上100吋以上高解析的大型看板產品是由大顆LED組成,解析度並不高, Micro LED不僅具有高解析及高亮度等優良特性,室內、戶外都適用,因此聯盟現階段會鎖定百吋以上的大型看板產品,預計半年,可以看得到這項產品。 

在中長期的目標市場, CIMS聯盟看中風頭正盛的電競市場,鎖定擴增實境(AR)/虛擬實境(VR)頭戴式顯示器及電競螢幕。吳志毅解釋,電競選手與遊戲玩家更願意負擔高價位顯示器,而AR/VR頭盔則是需要高解析度且極快的螢幕顯示速度,規格要求高,但現下LCD螢幕顯示反應速度要提高有其難度,OLED則囿於解析度有限,具備高解析、高亮度、低功耗的Micro LED最適合在AR/VR頭戴式顯示器市場上大顯身手。 

市調機構Digi-Capital估計,全球擴增實境(AR)/混合實境(MR)市場至2020年,規模可望高達新台幣4.5兆元,其元件產值也上看5,000億元。CIMS聯盟串聯產業上下游業者,透過國家級整合型計畫,有效集中研發資源。透過引入世界級終端品牌廠,台灣的Micro LED中上游廠商可了解終端產品的需求與規格,瞄準需求、集中資源進行開發,以加快推出產品的速度,屆時在因應即將到來的AR/MR浪潮時,台廠即可快速拔得頭籌,取得領跑優勢。 

機器人為水五金聚落改頭換面

Pin It

機器人為水五金聚落改頭換面助產業一臂之力

撰文/張維君

彰化頂番婆地區是全球知名的水五金重鎮,約6平方公里的面積,創造出高達600億元的產值,也養大了一個個頂番婆囝仔。在全球化衝擊下,勞力密集的水五金業者開始移往海外,水五金養大的下世代有更好的教育、更高的眼界,在離開與留下的抉擇間,白手起家的父執輩正想方設法,讓水五金產業改頭換面,為下一代保留安身立命的所在。

CPS再進化 國產化助中小企業升級

CPS研磨拋光機器人現已進入第二代,新增「線上編程軟體」、「機器人視覺」、「複合型研磨拋光設備硬體」三大專利技術,1小時內可生成新的研磨路徑,調機時間大幅縮短;機器手臂也加裝攝影機,透過智慧視覺可回饋研磨機及磨拋光路徑與系統模擬間的誤差,並即時調整。複合型研磨拋光設備則可讓機器手臂與研磨機搭配,改善研磨拋光死角,就算複雜設計也難不倒,讓研磨覆蓋率達到100%,自動化程度再升級。 

台灣水五金產業主要由中小企業組成,螞蟻雄兵式的拼搏積累,才有今日成果。一生懸命於水五金的吳佾達指出,有了工研院自主開發的機器人,廠商得以可負擔的投資成本做自動化升級,不再望著價值好幾億元的進口機器手臂與專屬軟體興嘆,這就是工研院對水五金產業最大的幫忙。 

 工研院協助彰化水五金產業建製CPS機器人研磨拋光技術,協助產業成功打開工業4.0大門,並榮獲產創獎「地方產業創新典範」獎項。前排右2為工研院機械所組長游鴻修。
工研院協助彰化水五金產業建製CPS機器人研磨拋光技術,協助產業成功打開工業4.0大門,並榮獲產創獎「地方產業創新典範」獎項。前排右2為工研院機械所組長游鴻修。
彰化水五金聚落在工研院的幫助下進行產業轉型升級,往自動化並導入AI發展,扭轉水五金3K(骯髒、辛苦、危險)產業的舊有印象。圖為彰化水五金產業發展協會輔導理事長吳佾達。
彰化水五金聚落在工研院的幫助下進行產業轉型升級,往自動化並導入AI發展,扭轉水五金3K(骯髒、辛苦、危險)產業的舊有印象。圖為彰化水五金產業發展協會輔導理事長吳佾達。


為解決水五金產業勞動力不足,研磨技藝傳承不易的問題,工研院為彰化水五金產業導入CPS機器人研磨拋光技術,建立智慧化製程,協助產業成功打開工業4.0大門,帶動產業轉型升級,因而獲頒經濟部國家產業創新獎「地方產業創新典範」獎項。 

水五金產品不只水龍頭,舉凡水庫、水廠、民生、工商業、農業、消防到廢水處理等需要調節水量的器具,都屬於水五金產品,產業鏈從鑄造、機械加工、研磨、拋光、電鍍、組裝及應用等,在頂番婆一應俱全。80年代極盛時期,曾匯集約千家左右的上中下游廠商,目前還有600家,全球約5成水龍頭,包括日本TOTO、美國Kohler等知名衛浴品牌均來自此地。 

然而,90年代因為人工成本等因素,許多大廠陸續移往海外,儘管生產成本降低,但製造經驗被當地廠商快速吸收並複製,對台廠的生存空間造成莫大威脅。加上近年少子化影響,年輕人又大多往高科技、服務業發展,投入水五金產業者越來越少,造成嚴重缺工以及經驗傳承的斷層。 

扭轉3K產業形象 讓年輕人留下來

彰化水五金產業發展協會輔導理事長,同時也是隴鈦銅器董事長吳佾達表示,「彰化水五金產業發展一甲子,有些廠商已傳承到第三代,所幸有工研院幫我們產業轉型升級,往自動化並導入AI發展,扭轉水五金3K(骯髒、辛苦、危險)產業的舊有印象,讓年輕的一代有意願、有興趣留下來!」一語道盡為人父母對後輩的疼惜。 

長期觀察彰化水五金聚落,與許多廠商都有深厚交情的工研院機械與機電系統研究所組長游鴻修表示,工研院智慧機器人團隊花了5年時間,深入了解水五金產業傳統製程所遭遇的困難與需求,研發創新機器人研磨拋光技術、建置水五金示範產線、技轉機器人業者、協助籌組水五金智動化聯盟、以及建立機器人研拋標準五大作法,逐步落實CPS虛實整合(Cyber-Physical System;CPS)機器人自動化研磨拋光解決方案,引領水五金產業升級智慧製造與數位轉型。 

在工研院團隊與政府資源協助下,水五金業者從製程改善、設備優化到工廠電腦化管理,尤其是在製程中最難自動化的部分,皆投注大量研發資源,全方位改善產業瓶頸。例如,協助研發設備解決鑄造過程中翻砂、熔煉對環境的負擔、開發機器手臂協助研拋製程自動化,與電鍍所使用的PVD電槽設備以提升鍍膜品質等。 

隴鈦銅器引進自動化製程斥資上億元的新廠,簇新的外牆在陽光下閃閃發亮,吳佾達難掩興奮,「年輕時我就在頂番婆當學徒,現在也60多歲了,這個新廠就是我退休前最大的計畫,」自述佃農出身,吳佾達隻手拼出水五金事業的一片天,現在他想再拼一次,將成果送給後輩。 

記錄老師傅研磨手法 解水五金人才荒

綠油油的稻田間,矗立著與民宅無異的兩層樓建築,很難想像世界知名精品金屬件、運動錶、名牌鏡框,都送到這裡鍍上閃亮吸睛的色澤!滿益金科技做的是PVD真空濺鍍,是頂番婆極少數的PVD鍍膜廠。6年級生的總經理張家烈對新科技充滿熱忱、接受度也高,「PVD鍍膜無污染、成本高,會找我們的,多半都是具有高附加價值的產品。」 

滿益金在PVD鍍膜的生意,在頂番婆的占有率高達8成,因此他積極進行垂直整合,投入研磨拋光製程。「當初是因為請不到研磨師傅,加上看過很多國外研磨拋光的機器手臂,深知自動拋光是趨勢,工研院找上門來一拍即合,」張家烈說,希望結合機器手臂與感測器,記錄研磨師傅的手法經驗與力道,讓研拋製程更智慧、有效率。 

張家烈拿起一支沉甸甸、曲線稜角俱美的水龍頭,「我們用這支,拿到德國紅點與IF設計大獎,生產難度極高的水龍頭來讓機器手臂磨,如果這支沒問題,其他水龍頭八成也沒問題。」實際導入工研院CPS研磨拋光機器手臂後,研磨覆蓋率可達80%以上,且機器手臂研磨出的線條更有型,甚至勝過人工研磨。更重要的是,過去生產線至少需請3位有經驗的研磨師傅進行研磨,機器手臂加入後,只需請1.5位一般年資的師傅,補足機器手臂無法完成的20%部分。這對面臨人才荒的水五金產業,可謂天降甘霖。 

工研院的CPS研磨拋光機器手臂結合機器手臂與感測器,記錄研磨師傅的手法經驗與力道,讓研拋製程更智慧、有效率。
工研院的CPS研磨拋光機器手臂結合機器手臂與感測器,記錄研磨師傅的手法經驗與力道,讓研拋製程更智慧、有效率。

機器手臂確保研磨品質一致

張家烈仔細比較人工研磨與機器手臂:使用機器手臂研磨需精準設定水龍頭尺寸,每一個水龍頭尺寸都需相同才有辦法研磨;而人工研磨則不需要。如此一來,必須在研磨前端增加一道「加工設計」(CNC)工序,讓水龍頭粗胚的尺寸可以定下來,但多一道工序也會增加成本,因此使用機器手臂研磨的水龍頭適合定位在少量多樣的高端市場。以品質而言,人工研磨會因為師傅的手法不同而有不同品質,有些在電鍍後會產生線條,有些則光亮如鏡;至於機器手臂研磨則可確保產品品質一致。 

滿益金建置CPS機器手臂近半年,經過功能驗證測試後,接下來將進入正式量產,並逐步擴增手臂設備滿足訂單需求。張家烈表示,高階市場的訂單需求是持續存在的,工廠必須升級技術,才能跳脫紅海市場。張家烈對智慧機械的潛力很有想法,「過去人工研磨可以邊磨、邊看,磨到滿意為止,但機器手臂則需整批磨完後透過人力檢查來補強,我希望機器手臂增加視覺感測功能,看到還有缺陷可自動研磨,提升研磨覆蓋率。」 

滿益金科技總經理張家烈用生產難度極高的水龍頭來讓機器手臂研磨,研磨覆蓋率可達80%以上,且線條更有型,勝過人工研磨。
滿益金科技總經理張家烈用生產難度極高的水龍頭來讓機器手臂研磨,研磨覆蓋率可達80%以上,且線條更有型,勝過人工研磨。