輪機產業技術提昇暨服務聯盟

• 計畫摘要：

現今科技發展迅速，除了無人機、無人車外，人工智慧亦在無人船上有長足之進展。2019年開始蔓延全球的新型冠狀病毒(COVID-19)使航運業跟其他諸多行業一樣受到極大影響，但也刺激了船上自主技術的採用，並帶動業界、各國政府對於智慧船舶應用的興趣。傳統用於載客之渡輪或運貨之貨船，未來均可能由人工智慧或遠端控制之無人船舶取代。海上運送是現今最為重要之商業運送方式，為國際貿易得健全發展之關鍵。海上運送法律有全球一致之必要，因此如何達成此目標，為百年來討論焦點。

全球為因應氣候暖化所帶來的影響，迫使全球積極開發替代性能源，再生能源與綠能產業成為政府大力推動的政策。我國四面環海，離岸風電區建置對於我國來說極具發展潛力，且綠色能源發展佈局上離岸風電的建置亦是我國政府再生能源發展主力目標之一。為順利完成離岸風電之推動，目前國內針對離岸風電工作船舶已完成船級登錄之船舶數量達百艘以上，因此離岸風電工作船舶維修之產業需求蓬勃發展。

在當今的船舶與海洋工程經濟和競爭格局中，保持盈利能力和重要性意味著巨大的變化。為了與戰略目標保持一致，領先的造船廠正在從根本上重新思考其價值鏈中的整個組織和業務流程，同時利用正確的數位技術來實現數位化轉型。本年度計畫將著重於結合資訊科技及操作技術，進行船舶保修產業智慧轉型，提升自身競爭力，藉資訊系統將製造供應鏈串聯起來，協助所輔導之中小企業導入「產業數位化」，並完成「結合大數據分析自動監控建立可視化數據管理平台」提供資訊串流、船舶監控、增加船舶保修效率問題、提升服務品質與產能，及建立智慧化數據分析應用模式。本團隊將運用智慧大數據和視覺化優劣績效顯示等工具，提供如主機和發電機等船舶設備的運行狀態，支援各航運及修船廠執行系統化的效率措施，例如主要設備的「預防性保養維護」，簡化物流和計劃營運、數據的快速蒐集和分析、近乎即時的船舶關鍵績效指標監控和反饋等，顯著節省時間，以最有效率的方式管理船隻及周邊環境， 並能提供管理階層精準數據參考，產出最終正確的決策，使船隊在以確保安全的基礎上，提升營運效能。

• 計畫背景：

1. 本計畫團隊於105年接受經濟部技術處補助學界協助中小企業科技關懷跨域整合計畫「LED照明產業應用於船舶節能輔導計畫」，成功整合並輔導廠商發展發光二極體(Light Emitting Diode, LED)集魚燈具，提出之LED集魚燈較高壓放電集魚燈(High-Intensity Discharge, HID)，可有效減少船隻能源消耗比例，成功解決傳統集魚燈存在紫外光、表面高溫及高耗能之缺點，可在不失傳統燈具之亮度下，採用高功率LED燈來達到其照明之需求，並考量海上照明、溫度、振動、水密、耐蝕等特殊需求。
2. 於106年接受經濟部技術處補助學界協助中小企業科技關懷跨域整合計畫「應用LED精緻化技術活絡海洋休閒觀光產業升級輔導計畫」，針對LED產業精緻化技術，導入LED燈具照明角度配置、演色性控制技術改良及色溫調和、抗振動調整、模組水密與耐蝕封裝成效。應用本團隊LED照明技術，改善原使用傳統霓虹燈組裝飾，在長時間使用下所產生的高熱度、高耗電及高危險性的缺點，提升觀光遊憩船舶活動之經濟價值和安全形象。另配合基隆市在地海洋觀光活動與碧砂漁港、八斗子漁港觀光旅遊活動，協助海洋休閒觀光業者推動海洋休閒觀光行程產品及漁業體驗觀光休閒相關產業進行輔導。
3. 於107年接受經濟部技術處補助學界協助中小企業科技關懷跨域整合計畫「結合智能虛擬實境活絡在地海洋休閒觀光產業」跨足新北市、桃園市及基隆市，整合海洋休閒觀光產業鏈結，結合智能虛擬實境技術於海上休憩活動，整合在地豐富海洋運動資源，推展全民海洋運動。根據上述執行成效顯示，本團隊於基隆在地之海洋船舶相關產業持續協助技術提升及發展。
4. 於109年接受經濟部技術處補助學界協助中小企業科技關懷跨域整合計畫「建立離岸風電工作船舶維修保養產業聚落」，進行盤點計畫輔導廠商之保修能量，確認輔導廠商可能承接之船舶種類、噸位、碼頭資訊、維修設備及團隊組成進行盤點。針對輔導廠商辦理離岸風電工作船隊維修產業招商交流之旅，帶領計畫輔導廠商至離岸風電相關航商進行拜訪，協助航商及維修廠商進行初步交流，並針對輔導保修廠商能量與航商進行媒合，促成建立離岸風電工作船舶維修保養產業聚落，提供一個能結合教育訓練、技術研發、產業服務與應用推廣的服務平台，以利離岸風力發電相關技術與應用之經驗交流、成果分享、人才培訓與產官學研之合作，協助創造更多臺灣綠色能源產業發展，提供業界技術交流及推廣平台，作為臺灣離岸風力產業發展的重要推手。

• 計畫主題：

鑑於全球正處在能源轉型的關鍵時代，綠色能源將是未來驅動經濟發展的新引擎，政府為提升能源自主，推動新興綠能產業，逐步逹成非核家園目標，擬定並執行「前瞻基礎建設計畫」，以國內綠色需求為基礎，引進國內外大型投資，增加優質就業並帶動我國綠能科技及產業躍升。目前國內相關計畫之規劃皆朝向協助離岸風電產業完整性，雖然如此，上述之離岸風電產業仍需仰賴船舶維修產業聚落，提供完善之維修保養服務。因此，本計畫團隊結合船舶輪機、機電及資訊工程專家學者擬定年度計畫目標，藉由開發「結合大數據分析自動監控建立可視化數據管理平台」，輔導本計劃輔導廠商投身工作船舶後勤維修保養，提供「輪機工作船舶維修保養產業」數位加值創新雲端服務。

• 計畫重點：

 根據國內外研究資料，台灣海峽蘊藏全球最佳的風力資源，由於海域面積遼闊且風況較陸地為佳，因此近年來，政府為解決嚴重的缺電問題，力促能源轉型，離岸風力發電已成為最重要的推動能源政策之一，全力推動風力資源的利用。本輔導團隊與基隆地區在地船舶維修及相關機電廠商訪談，確認業主需求與目前產業升級問題瓶頸。目前國內雖處於離岸風電工程萌芽時期，廠商皆有大幅意願投身此類船舶維修團隊。

本團隊結合《國立臺灣海洋大學輪機工程學系》、《淡江大學電機工程學系》及《台北海洋科技大學輪機工程系》等相關專業技術專家學者，依據離岸風電船舶保修業者與航商之需求，擬建立「結合大數據分析自動監控建立可視化數據管理平台」，提供即時船舶保修時程規劃、保修服務預約、船舶現況監控之雲端服務平台。搭配技術輔導提供輔導廠商投身離岸風電船舶維修保養安全作業導引、承攬離岸風電工作船舶之廠區規劃、離岸風電維修保養標案/計畫申請輔導及離岸風電維修媒介平台，如圖1所示。最終利用本計畫成功輔導模式進一步整合基隆在地船舶維修業者與船舶機電產業共同技術升級，預期提升在地海洋船舶產業再升級，將對產業的永續經營與新技術開發作出重要貢獻。

整體目標可臚列如下：

1. 數位化：利用數位化技術，如物聯網、人工智慧等，提高船舶維修的效率和精確性。
2. 智能化：使用智慧系統和自動化設備，改善船舶維修過程的流程和效率。
3. 網路化：建立船舶維修的網路化平臺，以支援資源共用和數據交換。
4. 標準化：制定船舶維修的標準，以確保維修質量和適用性。
5. 環保化：重視船舶維修對環境的影響，引入環保科技，以保護環境。

以上這些重點將有助於推動智慧船舶維修產業的發展，並為船舶維修行業帶來更多的機遇和挑戰，為傳統船舶維修行業獲得跨域整合維保能力，取得跨足智慧船舶維修先機。

• 實施方法：

本計畫「結合大數據分析自動監控建立可視化數據管理平台」規劃共區分為技術輔導、行銷與推廣及人才培育三大部分，各項輔導內容說明如下：

1. 到廠(或到船)技術診斷及調校技術：專業團隊至企業的工廠進行技術診斷及輔導外，主動協助廠商解決技術困難。提供技術諮詢建議、技術診斷，必要時協助企業申請經濟部的SBIR計畫，以深化產業技術的開發。
2. 開發智能行動雲端服務平台，強化產業及業務鏈結：針對平台內離岸風電航商之每一艘船舶進行創新服務設計，藉由感測系統大數據回饋進行即時監看船舶設備運轉可視化數據，提供保修及時建議，藉由洽詢提供即時保修服務，及時安排船舶保養規劃，提供智慧船舶保修檢測系統。

圖1. 本年度計畫目標

3. 獨特的船舶主模型：採用基於模型的企業方法建立單一的數位主模型，用於管理船舶在不同專業和專案階段的所有資訊。基於模型的企業方法也可用於造船廠及其資源。系統行為模擬和優化：船舶模擬 一系統行為、物理模擬 :  船舶在複雜、多物理環境中的行為及其對環境的影響，如排放、噪音、振動等。
4. 整合先進科技、提供結構維修技術工法，配合驗船法規要求協助船舶製造焊接技術實施工法技能提升，協助風電工作船舶結構強度改良與機件防蝕技術，於船舶維修工程，運用材質輕、強度高、抗電磁、耐疲勞、耐腐蝕等新技術/產品，建立船舶通風系統數位化資訊及最佳化系統，開拓特殊產業之資訊化系統整合。透過本團隊專業諮詢及提供平台測試，藉以提升工作船舶之結構穩固及設備妥善。
5. 離岸風電工作船舶動力系統調校、廢氣減量技術效益驗證：

協助輔導企業進行新進船舶動力系統維修保養技術提升、針對新型船舶電控系統及船舶主機進行調校，並對於現今航行低硫燃油對主機設備妥善率影響進行改良、降低油耗成本，節能省碳及減少海上環境污染。另外，協助廠商為提早配合「離岸風電特殊工作船舶及船上機具」投入設備費用、改造船塢設備，以因應未來的船舶維修能力，拓展可維修特殊船舶業務。

6. 推動離岸風電產業鏈結，共同培育離岸風電維修工程技術人才

邀請財團法人船舶暨海洋產業研發中心及臺灣港務港勤股份有限公司共同開設「離岸風電系列講座」，教導參加民眾/學生了解政府對於離岸風電之政策與未來產業動態。針對離岸風電船舶的輪機維修技術辦理講座、技術交流營及人才培育訓練課程，以增進接受輔導公司的技術能量與離岸風電產業之連結。

• 預期成果：

• 量化效益

主要量化效益說明：(本表不敷使用請自行增加)

1. 促成研發計畫申請或通過：

1. 本專案團隊協助與輔導企業撰寫：(a).國科會-產學技術聯盟合作計畫；或(b).國科會-產學合作研究計畫；或(c).國科會-應用型小產學合作計畫；或(d).小型-企業創新研發計畫(SBIR)申請書，協助提升廠商研發能力。
2. 計畫申請內容以離岸風機工作船舶維修技能精進、效能提升及人資管理為主，並輔以新技術或專利之開發。申請類型主要以派員或提供關鍵技術、檢測設備、維修技術教育之先導開發及技術應用等。

2. 投入研發費用：

集結本計畫專案廠商，預期投入研發費用500仟元，提升廠商維修保養能量，進行創新技術開發。

3. 投資設備或技術開發費用：

促成廠商投資設備或技術開發費用800仟元，協助主機性能提升、輔機設備保養維護、船體自潔技術輔導，以提升修船產業之高附加價值，並進行創新技術開發。

4. 研發新產品或技術服務：

1. 協助廠商建立標準維修流程，包含專案廠商技術開發及設備維護技術等，例如申請ISO認證服務與船舶節能減碳技術服務。
2. 協助維修船舶產業通過船籍社認證，增加曝光度及提升廠商技術知名度。

5. 產值增加金額：

1. 協助基隆與新北市地區海洋船舶保養與維修傳統產業，因應政府替代能源政策：期望2025年達成非核家園與能源轉型目標，離岸風電的角色相當吃重。離岸風電船舶工作船隊，其肩負將風力發電機、支撐結構、海底纜線等元件運送至預定施工場址及如期完成安裝的任務。為及早切入離岸風電市場，培養海事工程經驗，規劃結合地方特色與船舶保養與維修傳統產業，提升產值增加收益。協助船舶保養與維修傳統產業提早做好準備特殊船舶保養維修能力，增加在地船舶傳統產業廣度與深度。
2. 透過本專案輔導及問題解決，以營業額粗估，營業額100萬元以上，目標提升產值3%；營業額100萬元以下，目標提升產值1%，依此估算，本專案廠商整體產值預期增加1,000仟元。

6. 增加就業人數：

1. 開設建立永續發展「數位智能行動加值服務雲端平台」，預定設在本校，將對船舶相關業者提供專業諮詢、診斷、調校、維護等服務，為船舶維修與保養傳統產業的升級加值服務，提升廠商承攬離岸風機工作船隊的保養維修能力與技術。
2. 鼓勵廠商增加研發、設計及生產人力，提升整體產業產值，可透過本計畫執行，被輔導廠商至少可共增加5位就業人數為目標。

7. 協助專利應用或專利申請：

1. 本團隊將與被輔導廠商共同合作技術專利至少2件，期望可透過協力合作並共同開發新專利技術或產品。
2. 專利申請件數以輔導廠商家數為申請或應用件數為基準，而專利權利人歸屬於學校與協助開發的教授所有。

(二)質化效益 (請針對在地產業就重要技術突破、營運能力提升及後續轉型發展等效益等說明)

本團隊與12間廠商多次訪談後瞭解業者需要學者專家跨域整合協助，本團隊成員結合過去長期執行計畫的實績，引進數位加值技術數位加值雲端平台，開發「結合大數據分析自動監控建立可視化數據管理平台」，協助產業數位轉型，提供創新服務模式。與自身專業推廣「離岸風力發電」新興產業，打破過去學校僅是政府單位的諮詢顧問角色，以豐富實務與產學合作經驗，將本團隊定位為創新、研發、產業培植的角色，具體目標為提供一個能結合教育訓練、技術研發、產業服務與應用推廣的服務平台，以利離岸風力發電相關技術與應用之經驗交流、成果分享、人才培訓與產官學研之合作。

期許能協助創造更多臺灣綠色能源產業發展，提供業界技術交流及推廣平台，作為臺灣離岸風力產業發展的重要推手。此外，協同在地船舶保養與維修業者共同合作開發適用於離岸風電船舶工作船舶保養與維修技術與能力規劃，跨領域之技術整合對企業需求之產品開發與問題診斷的輔導策略如圖2所示。參與業者需求現況與擬解決問題說明如下：

1. 建立數位化平臺：

• 制定數位化維修平臺的設計要求，明確數據的收集、儲存、分析、應用的方式。
• 結合AIoT智能物聯網選擇適合的軟體/硬體，建置數位化維修平臺。
• 培訓維修人員使用數位化維修平臺，提高技術水平。

2. 加強人才培養：

• 根據船舶維修行業的需求，訂定相應的人才培養方案。
• 設立船舶維修技術培訓中心，對維修人員進行專業技術培訓。
• 舉辦船舶維修管理培訓班，提高維修管理人員的管理水平。

3. 推廣網路化維修：

• 整合各種網路資源，建立船舶維修網路平臺。
• 設立船舶維修網路管理中心，管理船舶維修網路的運營。
• 對船舶維修網路進行宣傳，提高船舶維修網路的知名度。

4. 協助維修技術升級與制定維修標準流程：

• 組織專家小組，研究船舶維修行業的實際需求。
• 制定船舶維修標準流程
• 提升船舶減排檢測技術，協助應用新科技於船舶主機減排技術。

(三)對產業質化效益

1. 對產業發展：
   1. 導入應用機艙模擬機ERM技術，強化船舶機艙保修與故障診斷能力；應用先進防蝕防鏽、電銲、冷作工程之維修保養實作技術，以期提升船舶保修職能。應用LED照明技術與效能提昇技術，可協助廠商突破海上照明技術瓶頸、並使產業升級、促進船舶技術及產品的快速應用、提供工程安全照明、改善船舶能源消耗。
   2. 建立離岸風電船舶保修技術團隊；拜訪產業（垂直或水平）相關廠商，串聯從船舶機電材料端到運用端的研發價值鏈，強化上、中、下游相關業者的橫向及縱向聯繫及拓展商機、促進同業合作與異業技術結盟，達到提高廠商之利基與創造利潤，進而提升產業競爭力的目標，本輔導團隊主要核心執行策略如圖2。
   3. 透過到廠(或到船)輔導與診斷，提供專業技術，及協助辦理技術講座與人才培育訓練課程，以增進接受輔導公司的技術能量與特殊船舶保修技術的提升，並獲得未來新技術的啟發。
2. 對社會經濟影響：

1. 藉由船舶燃料製程改善與提升可大幅降低工作船舶之廢氣排放、減緩溫室效應氣體排放與生態環境衝擊，業者將可投入更多研發成本與導入新科技於船舶主機減排技術。
2. 對於產品開發與人才培育、對整體的投資環境與產業面及社會經濟的發展都將有具體的貢獻，同時可促進產業的永續經營。

3. 對學術研究貢獻：

1. 學術研究成果與分析模式結合實務檢驗，讓教師可將研究方向修正至更貼近產業需求，以務實取向的研究成果推動產業技術升級。
2. 研發節能減排技術與船體自潔技術將可於國際著名的學術或技術期刊發表，提高我國對於產業技術的貢獻及地位。
3. 參與的研究助理與研究生可利用此計畫實用性訓練，驗證學科應用面，將學校所學與產業接軌，為船舶維修產業培養不可或缺之中堅人才。

4. 對產學合作效益：

1. 藉由本計畫的執行，可讓參與的學生於學校所學之專長技術轉移給產業界，發揮學用配合、產學互用的功能。
2. 所申請專利將可與廠商共同研發，並進行技術轉移、合作開發新技術或新產品，對學校可增進產學合作能量。

圖2. 本輔導團隊主要核心執行策略