新加坡科技與研究局針對未來工廠提出研究規劃及方向

  新加坡科技與研究局(Agency for Science, Technology and Research)於2017年7月26日提出未來工廠(Toward the factories of the future)概念及相關研究方向,自動化(Automation)、機器人(robotics)、先進電腦輔助設計(advanced computer-aided design)、感測和診斷技術(sensing and diagnostic technologies)將徹底改變現代工廠,可製造的產品範圍廣泛,從微型車乃至於飛機皆可生產。積層製造(Additive Manufacturing),又稱3D列印(3D printing),可使用單一的高科技生產線來創造許多不同的產品項目,而不需要傳統大規模生產的設計限制和成本,伴隨未來高效能電腦和感測技術之進步,積層製造速度也會隨之加快。而智慧工廠(smart factories)將與物聯網(IOT)、雲端計算(cloud computing)、先進機器人(advanced robotics)、即時分析(real-time analytics)與機器學習(machine learning)等技術與積層製造技術結合,將大為提升生產速度及產量。

  為加速及改善積層製造的製程,最重要的方法之一,是使用材料物理學的基本原理來模擬製造過程,而近期更引進跨學科之研究,「模擬」最終產品化學成分和機械性能的微觀結構。因積層製造是一個複雜又困難的過程,透過變化既有規則之模擬(Game-Changing simulations),若建立完成模型且模擬成功,將成為積層製造的殺手級技術。在未來的五到十年,我們將看到更多的零件從積層製造技術生產出來,而且這種技術有機會成為未來工廠的生產基礎。由於現行材料及製造流程與機器必須配合一致,些許的差異皆會生產出不同品質之產品,故未來積層製造工廠的結果穩定重現性(repeatability)和標準化(standardization),將是產品商業化的主要障礙與挑戰。

本文為「經濟部產業技術司科技專案成果」

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歐盟執委會將發展數位分身地球系統(Destination Earth system),應對氣候變遷危機和保護自然生態

  歐盟執委會(European Commission)於2022年3月30日提出了一項「目標地球倡議(the Destination Earth initiative)」,希望建立「目標地球系統」(Destination Earth system,以下簡稱DestinE系統),作為實踐歐洲「綠色協議」(European Green Deal)、「數位化戰略」(EU’s Digital Strategy)此兩項計畫的一部分。   DestinE系統係旨在全球範圍內開發一個高度精確的地球數位模型,透過整合、存取具價值性的資料與人工智慧進行資料分析等技術,以監測、建模和預測環境變化、自然災害和人類社會經濟之影響,以及後續可能的因應和緩解策略。未來希望將高品質的資訊、數位服務、模型預測提供予公部門運用,接著逐步開放給科學界、私部門、公眾等用戶,將有助於應對氣候變遷、實現綠色數位轉型,並支持塑造歐洲的數位未來。   為實現此一項目,歐盟執委會預計在2024年中前由數位歐洲計畫(Digital Europe Programme)投入1.5億歐元,並與科學、工業領域單位合作,包含歐洲航太總署(European Space Agency, ESA)、中期天氣預報中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts , ECMWF)、氣象衛星開發組織(European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites , EUMETSAT)等,透過建立核心平台逐步發展為DestinE系統,稱之為數位分身(Digital Twins)。   是以,DestinE系統將允許用戶存取地圖資訊(thematic information)、服務、模型、場景、模擬、預測、視覺化,其系統主要組成分為以下三者:   從而,DestinE系統用戶將能夠存取大量地球系統和社會經濟資料並與之互動,該系統可有助於: 核心服務平台(Core Service Platform)--該平台將基於開放、靈活和安全的雲端運算系統,提供決策工具、應用程式和服務,兼具大規模資料分析與地球系統監測、模擬和預測能力的數位建模和開放模擬平台。同時,也將為DestinE用戶提供專屬資源、整合數據、開發各自的應用程式。該平台服務的採購、相關維運將由歐洲航太總署負責。 DestinE資料湖泊( DestinE Data Lake)--資料湖泊將提供核心服務平台、數位分身所需的獨立專用資料存取空間,並提供多元的資料來源和有效管理與DestinE系統用戶共享的資料,同時提高、擴大資料處理和服務。其將由歐洲氣象衛星開發組織負責營運。 數位分身(Digital Twins)-- DestinE 數位分身將依據不同的地球科學領域主題進行即時觀測、分類,例如極端自然災害事件、因應氣候變遷、海洋或生物多樣性,最終目標是整合這些數位複製內容(digital replicas),形成、建立全面性的地球數位分身綜合系統。因此,DestinE 數位分身將為用戶提供量身打造的高品質資料,用於用戶特定的場景模擬開發、決策。而該DestinE 數位分身將由歐洲中期天氣預報中心進行開發。   從而,DestinE系統用戶將能夠存取大量地球系統和社會經濟資料並與之互動,該系統可有助於: 根據豐富的觀測資料集,對地球系統進行準確、和動態的模擬,例如:關注與社會相關的領域、氣候變化的區域影響、自然災害、海洋生態系統或城市空間。 提高、加強預測能力並發揮最大化影響,例如:保護生物多樣性、管理水資源、可再生能源和糧食資源,以及減輕災害風險。 支持歐盟相關政策的制定和實施,例如:監測和模擬地球發展(陸地、海洋、大氣、生物圈)與人為干預,藉以評估現有環境政策和立法措施的影響,作為制定未來政策的依據。或預測環境災難、衍生的的社會經濟危機,以挽救生命並避免大規模經濟衰退。抑或透過開發和測試場景,實現永續發展。

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