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博世科「無線」突破場域限制,實現工業節能

2022-08-16 11:30:00

圖片來源 - 博世科智能

questionquestion

為達成 2050 淨零碳排目標,眼前 2030 年中期目標時程將至,減碳,不再只是企業永續責任,而是若沒有落實減碳,將可能失去國際接單的機會。在國際要求壓力下,傳統工業的節能減碳該從何做起?如何導入數據化管理與減碳策略?

發生什麼事?

  • 2050 淨零碳排是全球共同目標,國發會也在今年宣布台灣 2050 淨零排放策略
  • 國際大廠也陸續發布相關淨零宣示,就紡織業來說,愈來愈多國際品牌客戶要求原料要回收、環保材質,例如 Nike 設定在 2030 年供應鏈減少 30% 碳排放的目標,並實現供應鏈中產生的廢棄物 100% 不進入垃圾掩埋場,其中 80% 需要回收並重新應用到生產 Nike 產品中。(Nike
  • 對台灣供應鏈來說,因應國際客戶的淨零宣示,勢必得加緊腳步實踐節能減碳,若企業不做淨零,訂單就會等著被「淨零」。(UDN
  • 要能確實採取節能減碳行動,數據的掌握成了關鍵。台灣綜合研究院副院長李監明博士表示:「人類會因為數據而改變用電行為模式,這是節能減碳最便宜的捷徑,可預期 10%~15% 的減碳潛力。」(Bluetech
  • 然而,耗能大戶傳統工業(鋼鐵、石化、紡織)即便有節能的需求,實踐起來卻挑戰重重。工廠場域大、無法拉線,導致不知如何數據化的管理,甚至裝了智慧電表仍無法發揮其效用。(詳見文末 博世科智能業務總監郭翰訪談)


如何解決數據收集問題?

  • 博世能智科看到傳統產業的痛點,投入 LPWAN(Low Power Wide Area Network)的研發,打造出穩定、傳輸效能佳、傳輸距離和成本改善的 LoRa 系統,用無線傳輸協助傳統製造業做電力數據的收集及可視化的分析,很適合工業客戶端對於低功耗和長距離連結的需求。(DIGITIMES
    • LPWAN 為遠距離、低功耗、低頻寬的無線通訊網路,透過不同感測器收集資訊再上傳到雲端,大規模物聯網會使用這項技術,通常用於農漁畜牧業的監控、交通控管等。
    • LPWAN 的三大技術 – LoRa、Sigfox、NB-IoT 各有其優缺點,如 Sigfox 傳輸距離最長、LoRa 營運成本低、NB-IoT 無傳輸限制,而 Amazon 即是利用 LoRa 技術。
  • 遠東先進纖維在導入博世科無線數據管理系統後,透過系統性的數據監控,了解各設備的用電資訊,在提升設備的能源效率後,一年成功省下百萬元的電費
  • 郭翰指出,數據分析後的電力資訊,亦可應用於台電去年啟動的電力交易平台,透過分盤資訊去了解自身設備的電力使用,多餘的電拿去與台電交易,對企業來說,可成為賺錢方式。
    • 電力交易平台讓民間的電力資源做市場交易,民間的分散式電力可到平台競價,供台電隨時可調度的機組,以維持電網穩定。(中時新聞網


未來會如何?

為因應 ESG 全球趨勢,郭翰認為,企業和政府都該及早因應。

  • 企業應即早投入相關的管理系統,在建立數據收集的基礎後,工廠 OP 操作端亦需半年以上的學習曲線,各產業應盡快投入研究,在市場上才有競爭力。
  • 政府端對於企業的教育不宜輕忽,可針對相關的規範做適度的罰鍰,或實行明顯的獎勵金,以教育台灣市場。

節能減碳行動需要跳脫過去的做事方式和思維,企業實際上該如何跨出第一步?請看《旭時報》與博世科智能業務總監郭翰的深度對談。

什麼是 2050 淨零碳排?

2021 年 8 月聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)公布第六次氣候變遷評估報告,指出人類社會的二氧化碳排放量快速增加,全球氣溫升高 1.5℃ 的時程將提前,要避免此事發生,「2050 年溫室氣體淨零排放」將是唯一路徑。為落實此目標,目前全球已有 130 個國家規劃 2050 年前達淨零,300 家企業會員加入由由氣候組織 (The Climate Group)與碳揭露計畫(Carbon Disclosure Project, CDP)主導的 RE100 全球再生能源倡議。

2050 淨零排放,2026年會全面實施。
陳信如

陳信如 / 採訪編輯

採訪寫作

陳卓君

陳卓君 / 副總編輯

審訂

深度對談

question
博世科智能的創立初衷是什麼?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

我們團隊的背景橫跨蠻多不同的產業,包含像科技業、零組件、傳統工業等,我自己跟傳統工業的製造鏈合作過蠻長一段時間。台灣其實有蠻多屬於 IIoT (工業物聯網)的技術都聚焦在科技業,傳統工業有點像是被遺忘的一群,但他們其實相對科技業來說,在節能上面的需求遠大於大部分的科技業(扣除掉半導體,半導體的耗電量很大)。

台灣的鋼鐵、石化、紡織,這些都是我們蠻強勢的供應鏈,他們在物聯網的技術卻常常需要仰賴複雜的第三方來做設計。這些第三方本身可能沒有技術,他們就是去了解廠商的需求,再去幫他找不同的硬體廠商,再找外包的軟體廠商,整包再兜在一起。這樣子一來不僅產品來源複雜,再來是價格當然不便宜,最後就是不一定能滿足市場需求,因為它不是一個標準化的產品。

在這樣的前提下...

question
為什麼您們還是願意用 LoRa?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

現在世界算三大的幾個廣域低功耗的技術:LoRa、Sigfox、NB-IoT,各有各的強項。

第一個 LoRa 他其實某方面算蠻被企業認可,包含像亞馬遜他們的家用物聯網也都是用 LoRa,所以本身有蠻好的可靠度。另一方面是我們其實自己做蠻多底層機制的修改,所以我們家的 LoRa 跟一般的 LoRa 算是有點不一樣,一般的 LoRaWAN 是可以互通、互接的,我們有點算是封閉的系統,因為當初希望把這樣的技術應用在工業的數據收集上,工業一般在銜接儀電表,數據很多筆、儀表台數很多,工廠不可能只有一個表。

所以在這種情況下,第一個你要可以銜接很多設備,再來你要很穩定,因為他們要分析這些數據,你不可能經常斷線,資料不連續,所以我們不得不去做蠻多機制上面的修改。兩個蠻核心的理由,因為我們有獨家 NeVerLoSs® LoRa 技術可以解決上述的問題,另一方面是我們有看到蠻明顯,傳統工業在這上面的需求

其實對於 End users,也就是這些使用的工廠來說,他們需求只分成有線跟無線,他們不太會在意你使用的是哪一家的技術。只會在乎...

question
工廠要收集的工業數據多屬哪一類?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

ESG 的面向很多,我們主要還是協助在碳排,環境保護(Environment) 的這塊

台灣其實有超過五成的碳排來自於電力產生,也就是說假設今天全台灣要一起減碳,最有效的方式就是我們把所有耗電的設備都關掉,台電也都不要再產生電了,這樣我們就可以做到碳排,這是一個很簡單的概念,但是不符合現實,因為工廠幾乎都是 24 小時在運作。所以工廠勢必要朝向節能的方式來減碳,它是相對容易、成本很低的一種減碳方式。

現在工廠、政府,包含媒體都有在倡導先從最好做的節能開始,等於是你做了最有效、成本相對低,也降低耗電量,這也是政府很需要的,因為台灣現在電力的環境沒有很好。但你要做這樣的事,我們從哪邊開始?是不是需要數據上的輔佐?不然你不知道這個場域內,到底是哪些設備需要改善?會有點像是在盲猜或打賭。

為了要做這件事情,我們要去監控全廠,至於要監控什麼樣的數據,博世科的解決方案是無線儀電數據系統,會針對電表、水表、壓力計去監控,因為這些儀電表的數據本身資料量少,客戶也可以接受每筆間隔稍微長一點,比較適合用我們的傳輸技術。

我們的無線傳輸技術 NeVerLoSs® LoRa 可以傳到好幾公里遠,比較不容易衰減,但他每一個封包的資料量是很低的,有點像是 Wi-Fi 6 跟 5G 是天秤另一端,所以相對沒有那麼即時,一般會拿來傳儀表或電表的數據。

在科技業或電子業他們一般會希望監控設備用拉線的方式去傳輸,可是一旦到傳統工業的工廠環境就遇到非常多的困難...

question
找到數據後,您們會如何協助企業做進一步的分析?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

其實有蠻多算是學術界或電力研究所都有提過一件事:當你有了數據,行為就會有 10-15% 的節能效果

我這邊用一個簡單的範例,我們在自己公司做實驗,模擬客戶監控辦公室的電力損耗,發現大多的耗電量都很合理,但為什麼每天辦公室的耗電量很大是在下午五點的時候?這件事情很奇怪,因為下午五點大家要準備下班,而且也沒有特別的設備在五點開啟。光這點就會讓我們想要去研究、觀察,看有沒有機會做改變,這是很直覺的有數據後就會有的反應。

後來找到可能原因是...

question
在遠東這個案例中,博世科智能解決了什麼問題?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

最早遠東會找我們,是因為他們想要做到無線傳輸的物聯網,但他們遇到比如 Wi-Fi、被料架阻擋、隔牆的斷線問題,當時我們只有傳輸技術,所以他說不然我們來試試把這個技術應用在電表的資訊收集,當時的 PoC 就有點像這種概念。整個電表裝下來,全裝可能 500 顆,但若 500 顆全都要做拉線的工程就會很麻煩,所以當時透過我們的無線傳輸去幫助他們,省去很多像 Wi-Fi 要去蓋 Mesh 這種困難點,這是我們當時幫他們做的解決方案。

他們解決的結果是,當時可能以節電的方向出發,但是光這樣的數據收集就有幫助他們,那時 2017 年一年省下百萬的電費。另一方面因為他們不是監控電而已,他們自己還有一些設備,廠內最耗電、耗能的設備是冷卻水塔,本來有六座冷卻水塔,結果其中一台可能老化快壞了,往常就是再補一台,但是一個冷卻水塔要好幾百萬,後來他們結合電跟溫度的數據,發現其實根本不需要六台的冷卻水塔,那台一直算是多餘的,他們就變相省了好幾百萬。

當時遠東是以節能、省電費的概念為出發點,現階段有點不一樣,現階段...

question
如果客戶有擴廠的需求,兩個廠之間不是在鄰近的地方,您們會怎麼去做數據的收集?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

實際上,因為他們通常都是工業區好幾家擠在一起,我們之前還有過中間跨過人家公司傳送的經驗。我們傳送的距離其實蠻遠的,所以只要場域允許,有時候我們是跨場域,跨別人公司在傳都有可能。畢竟最後資料是上到他們內網,兩間公司的內網大部分都是相通的,所以好幾個場的數據是可以集中在同一個 database,他們就可以看,所以就算一個在台北、一個在台南,都不會有影響。

question
像紡織廠這種傳統的製造業,他們來找您們時遇到的最大困難是什麼?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

我們先講台灣的環境。台灣很好玩,很多大企業他們的 ESG Team 都是兼差的,比如說品管的部門兼負責,或者是可能 R&D 部門 ,所以他根本不懂,他連應該要做什麼都不曉得,這是比較糟糕的。那也有的客戶是他知道大概要做什麼,可是遇到的困難是費用、工期很長,台灣現在的工班講話最大聲,你要拜託他什麼時候有空來施工,這都是現實面。

再來是老闆對費用的擔憂,還有市場的資訊不夠透明,他們不知道要去哪裡找。當你上網去找節能減碳的工業監控、措施,你會找到很大的比如說研華,坦白講他們比較貴因為解決方案功能很豐富,加上研華的 base 比較大,需要比較大的金額才願意做。台灣很多紡織廠好像很大,但其實工廠都是中小型,可能一個工廠大概 100 人,甚至 100 人以下,他們被迫要做這件事情時,支出成本不可能預算拉到這麽高,不要說五百萬,可能五十萬就沒辦法了。

時間也是很大的壓力...

question
以同樣的場域大小來看,您們在佈建的時間可以省多少?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

假設原本需要兩、三個月的場域去裝表,我們大概一週內一定都裝得完。無線的東西直接就是在分盤裡面,把他電力線拉出來,接到電表上面就結束。你可以想像有些場域需要施工拉管線,甚至我們最近有一個案子是評估過拉線,結果要鑽地板,整個是另一件事情。而且很多工廠,特別是化工廠,他們環境真的是非常糟,所謂糟不是指環境髒,是環境的電盤旁邊有非常多大大小小的管線,空間可能只能容納一個肚子沒有很突的中年男子,你叫他在這邊施工,幾乎是不可能的任務。

後期新的工廠...

question
客戶做完電力的監控後,通常下一步會做什麼?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

客戶大概會分成兩個大方向,一個方向是跟碳盤查有關,希望應用這樣的方式知道每個生產的碳足跡,有的會想做到 ISO 節能的稽核,這一塊大方向做得到但到細部很困難,原因是一個產品生產出來的碳足跡不是只有電。另一個方面是,我們現在其實不是只能監控電,也能監控很多儀表,我們最近有在做鋼鐵廠的廢水處理或自來水的流量,他們需要知道有多少自來水或廢水的使用,這些東西全都要整併進來才能稱作產品的碳足跡,所以碳足跡其實是非常困難的。因為這件事情要走三十年的光陰,大家得持續不停一直做。所以之前在跟一些夥伴聊天會說到,你很少找到一個產業,可以直接說我們有三十年的生意前景。

另外一個方向有點算是衍伸出來,是...

question
在硬體跟軟體上,您們是如何做策略的考量?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

部份台灣工廠在買 sensor (感測器)這些設備是沒有提供軟體的,我覺得不妥。我買一個智慧的表,結果你官方沒有提供軟體,那我買表幹嘛?變成有些工廠還要找第三方來做客製化軟體。

我們的做法是提供完整的系統,基本軟體我免費給你,但我的硬體要錢。再來是我們提供很多包含像三個月內試用不用錢,因為我們的目標是要讓大家快速簡單使用,整個策略和產品設計都是這樣。因為我們的 LoRa 是封閉系統,所以我們有開發自己的硬體,在市場上是獨家的,這個算是短期策略。如果以中長期來講,很難避免我們最後的軟體會有一些付費功能,或是比較新的應用。很多前輩們跟我們說物聯網走到最後,公司最後的收費來源有超過七成來自軟體也是正常的。

question
有些做 EMS 系統概念的人,硬體可能是用租借的方式就免費,但收的是後面的訂閱或諮詢費。您怎麼看這樣不同的商業模式?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

我們跟很多物聯網公司、軟體公司很大的差別是,我們花了很長的時間和費用去開發硬體,包含我們董事長他們的背景都是硬體出來的,所以很大的差異是我們不會放棄去開發硬體,我們已經看過太多,軟體物聯網公司的生意被他自己的供應商搶走,也就是硬體供應商。他們會抱怨說,為什麼硬體供應商來搶我們生意,這件事沒辦法,因為真正掌握傳輸的人是硬體廠商,而且軟體公司的競爭是非常激烈的。

所以我們家的做法第一個不會放棄硬體...

question
博世科智能遇到的挑戰?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

有的客戶公司很大,做的產品也應該是要節能減碳的東西,但是他們不想做。我們不知道為什麼他們明明有壓力,加上現在政府抓著媒體去鋪天蓋地的新聞報導「工廠應該要去做 ESG」。但就是有工廠覺得跟他無關,明明他的產業算是高耗能的。可能也許要過個幾年,到政府針對這個東西要罰錢或是會有很明顯的獎勵金,我覺得市場的教育還有蠻大的空間

我們去跑傳統工業,有些做得很早,台泥、遠東他們真的很厲害,五六年前大家都還沒有這個思維就已經去做,可是明明有跟他們差不多等級的企業,產業也沒有落差很多,到現在還停留在「ESG 有必要嗎?有這麼嚴重嗎?」的程度,所以這塊對我們來說就很困難,因為我們沒有機會去說服老闆

那也有顛倒的狀況...

question
未來拓展的規劃?
郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

我們在去年有新加坡、算是天使基金投資我們,天使輪,所以我們之前會說我們的策略,第一階段會先針對台灣的工廠,剛好台灣的工廠在東南亞有很多分工廠,菲律賓、柬埔寨...。整個大方向的策略是台灣作為示範點,慢慢往東南亞這邊銷售跟發展,我們在新加坡又有集團公司的據點,所以我們往那邊移動是非常合理的。另外 AppWorks 他們嘗試培養東南亞資源跟新創的團隊,所以這也是我們想要參加 AppWorks 跟緯創的加速器,因為大家方向都是一樣的。

東北亞的部分,台灣一些 IoT 的技術很多都是往日本移動,我相信日本很歡迎相關的技術,所以我們不排斥擴展到東北亞,但現階段資源不會放在那邊比如說參展,因為我們是新創,人少資源少,主力還是放在台灣跟東南亞市場,預計接下來兩年會一直持續擴張,因為需求比我們想像中更龐大

此次與談人

郭翰

郭翰

博世科智能業務總監

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