如何維持降低保養成本與增加機具生產率的平衡成為業者重要議題。而預測性維護的導入，一方面可避免危險性跳機，同時可以使停機時間縮短，將誤判跳機降至最低，進一步拉抬公司的資產報酬率（ROA）。
對於資產敏感度高的產業而言，預測性維護的出現無疑帶來革命性的改變。以石化產業而言，壓縮機是石化製程中最關鍵的設備，石化廠壓縮機跳機損失動輒以數千萬元起跳，而氣體的可壓縮性造成跳機時危險性相對較高，因此傳統作法為繁複檢查設備狀況；但是，若機具狀態並未出現異常就因為定期排程而進行保養，亦會造成保養成本的增加以及機具生產率的下降。
如何維持降低保養成本與增加機具生產率的平衡成為業者重要議題。而預測性維護的導入，一方面可避免危險性跳機，同時可以使停機時間縮短，將誤判跳機降至最低，提高生產效能與工安環境，進一步拉抬公司的資產報酬率（ROA）。
| 圖1 : 預測性維護的導入，一方面可避免危險性跳機，同時可以使停機時間縮短，將誤判跳機降至最低，進一步拉抬公司的資產報酬率（ROA）。 |
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專案規模化面臨多重考驗待克服
傳統企業所使用的為計畫性維護（schedule-based maintenance；SCM），其重點在於減少故障並最終替換本來可以使用更長時間的機器，其重心在於計算折舊年限與最大使用率，這種物盡其用的方式雖然符合成本考量，但歷經長久使用的機器卻因容易出現停機風險，而導致更大的成本代價，因此需要更換維護方式。當然，預測性維護對企業而言確實有相當吸引力，不過在導入時遭遇的挑戰也不少，根據麥肯錫的全球調查指出，業者在將預測性維護規?；瘯r常見的問題如下：
*廠內感測器數量不足導致資料量不足或難以取得，加上資料品質不高，導致分析結果不佳
*IT系統過度老舊，傳統架構無法應對新的算力與算法需求，使用者介面不易操作，降低運作效率
*在PdM專案中沒有設定階段性任務，難以定義預測性維護的優先順序，不知道從哪種設備的維護開始，造成資源錯置
*缺乏資料科學人才，或是資料科學人才對領域知識不熟，無法建立出符合需求的預測模型
*經濟報酬率不高，由於情境確認、資料分析到每一次模型部署上線，企業內部就需花費大量的時間溝通，而等到模型上線後，又因為使用情境需求改變，甚至是日益增長的資料而讓模型執行環境變得不堪使用。
*規?；瘯r容易遇到「模型數量暴增」、「機器學習團隊溝通協作不易」，和「模型準確率隨時間下降」。一個模型開發時程可能需要一年，維護校正時間需要半年，如果同時超過1,000個模型要維護，對企業負擔非常龐大
建立不同層級的預測性維護有助於釐清業者需求
上述問題還僅是訪談中整理出最容易出現的狀況，實際上在執行專案過程中可能還有成千上萬的問題要克服，企業在執行PdM規?；瘜０笗r，需用系統化、有層次的方式進行。
由於PdM的範圍涵蓋全公司所有機器設備，因此將PdM按照技術複雜度、執行成本，以及覆蓋範圍分成不同階段有助於專案推行。多數的預測性維護上處於1.0至3.0的階段，大型電子製造業、汽車產業、自動化工業都已經具備3.0的水準；傳統產業如紡織、化工與食品則處於1.0至2.0階段；許多中小型企業還在1.0努力掙扎，甚至佈局被預測性維護的條件。
至於4.0的案例則相當稀少，原因在於4.0需要成熟的領域知識、人才、技術模型與完整的資料結構，因此僅發生在單一產線與特定應用情境中，距離實際規?；杂邢喈敶蟮牟罹?。不過，在分析過歸納成功案例時，仍然可以統整出下列做法。
表1：PdM成功案例要素歸納（source：作者整理）
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作法
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說明
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1
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在不同設備資產中找出類似資料特徵，便於快速建立與複製機器學習模型，並可透過資料共享找出可行做法。
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2
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從大量停機應用案例中進行歸因分析，並找出停機帶來的衝擊範圍與潛在成本，分類出低頻-高衝擊，與高頻-低衝擊之情境。
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3
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提高感測器種類與部署數量，由於感測器的成本隨著技術成熟逐漸降低，企業考慮在不同設備中導入更多數量/更多樣性感測器。
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4
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善用外部資服業者、顧問的能力，許多國際業者已有導入大型PdM專案的經驗。
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從國際業者案例整理成功專案共通處
此外，若觀看西門子、Bosch、富士通、戴姆勒等大型業者，可發現這些業者在導入大型預測性維護專案時，可發現下列共通點。
一、大量投入資料科技
未來的工業市場的規則，將來自於對於資料或資訊的掌握，其中最主要的關鍵來自於由於無所不在的物聯網裝置所產生的資料、與其分析或所產生的價值。各種物聯網的垂直應用都牽涉到端、網、雲、系統整合，雖然其中的關鍵技術方向大致一致，然而其中細部的需求會依據各種垂直應用情境而有所不同，如感測元件，可區分為健康感測與環境感測，其規格需求明顯大不相同。
這些業者大量投入在資料科技應用，如演算法必須應用於多個機械設備上，機械設備資產會和多個邊緣裝置相連結，邊緣裝置再連結到基於雲端、機房、或兩者並行的IT/OT系統，串連出完整的資料流。
表2：導入資料科技必要要素（source：作者整理）
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項目
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說明
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願景
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- 建立端到端（End to End）的預測維護系統，持續預測出可能非預期停機因素，達成資產可用性最大化與檢測成本最小化。
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領域知識
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- 工作流程自動化、設備狀態即時管理、重大狀況示警。
- 以AR/數位分身工具協助員工設備檢測。
- 設備遠端監測與預測性維護，打破疫情下地域團隊派駐維修限制。
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驅動因子
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- 預測性維護工作流程設計。
- 預測性維護資料處理與底層架構設計。
- 建立預測性維護數位文化。
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PdM執行法複雜度
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- 有些軟體為隨插即用型，但可能無法符合特定產業問題需求，另些軟體雖然符合需求，但操作複雜度高，且維護成本不低，需仔細評估。
- 雲端平臺選擇相當關鍵，採用何種雲端系統（混合雲、公有雲、私有雲）的部署牽涉到專案的複雜程度。
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外部支援
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- 從軟體導入到資料流處理，有外部團隊支援較完整。例如資料流程的自動化可能必須根據業務邏輯來規劃不同的資料處理流程。
- 尋找可擴充、低成本、透明的資料處理軟體。
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商業模式
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- 軟體分為訂閱制與授權，業者須考慮採用合作模式對自己效益最大
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二、使用先進故障排除法
在資產設備維護中，常見的使用方法有事件觸發型維護法（Condition-based Maintenance；CBM）與先進故障排除法（Advance Troubleshooting Method；ats）。兩者差異在於資料的使用方式。事件觸發型維護法通常從資料中找出原先設定的停機/資產受損狀況，在處理例行性問題時相當有效，但遇到突發狀況時反而無法反應，常用在中低價工具機檢測。
而先進故障排除法善用歸因分析找出問題，效率較事件觸發型維護法高，但由於偵測突發狀況時需要工程師立即修復，因此公司必須提早準備好各種零件，考驗公司採購反應與物流配送能力，否則很容易提前預知問題卻缺乏對應零組件維修，通常用於高單價設備，如雷射切割機、飛機引擎等。
| 圖2 : 預測性維護採集的資料點越多、資料的價值越大、模型越精密，則橫向整合的能力越強。（source: pexels） |
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三、建立完整的預測性維護夥伴關係
預測性維護採集的資料點越多、資料的價值越大、模型越精密，則橫向整合的能力越強，因此，許多企業紛紛強化預測性維護模型的開發。但是，越複雜的技術越需要大量資源支持，以建模而言，機器學習「建模」流程可以分成資料取得、資料預處理（資料清理、特徵工程）、模型最佳化（參數最佳化與結構最佳化）、到模型實際部署（進行預測與模型解釋），這些流程耗費大量時間與資金，因此難以由公司內部人力單獨完成，因此，身為資料的使用者，這些製造業者通常仰賴下述幾種角色協助。
1.資料應用服務業者
所需擁有的能力包括資料收集（從資料供應端取得連結與存取，並將多個資料源做初步結合）、準備（彙整多個資料供應端到單一資料集並做最佳化處理）、分析（從資料萃取出知識）、視覺化（提供統計圖表來反應分析結果以有效溝通知識）、存取（資料儲存與存取管理）等各種因應資料加值應用服務開發所需的資料加值應用能力。
2.資料應用工具提供商
隨著資料加值應用發展的蓬勃與複雜，開始有專業分工之需求，因此資料生態系已逐漸發展出各種因應加值應用需求所衍生的資料應用工具開發商，包括資料平臺建置、資料分析服務、資料交易仲介、資料視覺化呈現。
3.機器學模型服務商
近年來低程式碼（Low-code）與無程式碼（No-code）的興起大幅降低建立分析模型的成本，這些所謂的AutoML技術目前已在科技業逐漸往其他產業擴張，由於許多產業人士對AI掌握度不高，提供AutoML服務業者（如AWS、Google、SAS）有效解決該問題，透過建模過程中自行寫程式碼、分析各種方法論的作業時間，即便領域專家不具資料科學相關背景，也能根據使用情境應用機器學習模型。這種把資料科學工程外包的方法開始受許多製造業者歡迎。
在不同合作夥伴的分工與協作下，業者甚至可以進一步發展出預測性平臺商業模式，建立打有彈性、可擴充，以及可互通性的生態圈，進行跨產業、跨領域、跨系統的預測性維護服務，串連技術與產業的供需兩方，發展維護資料交易服務，資料交易與流通已成創新應用開發成功與否的重要關鍵，如何建構具公信力且交易機制可行之資料市集服務營運模式，創造出另一個全新服務模式，讓單一企業功能服務化，替業者帶來第二金流。
（本文作者為產業分析師）
