「老師傅一請假,良率就得掉幾趴」是許多製造業者面臨的難題。對於正迎來一波退休潮的本土航太龍頭漢翔來說,如何用AI做好老師傅知識傳承,也被該公司資訊處處長方一定形容為,「續命」般的重點任務。

「我們一些主管與資深工程師過幾年要退休了,他們腦袋裡關於公司的重要資產、參數調校的知識如果沒留下來,公司技術實力會瞬間掉三○%。」他說。

破解「認知黑盒子」,才能為公司續命

但漢翔資訊處AI創新應用組組長金仁凱直言,執行這項任務的難度,要比轉化出老機器的數據難上一百倍。

他表示,運轉數十年的老機台,雖然像黑盒子,但機器終究會遵守物理定律,所以只要透過外掛感測器等方式,就可以將運轉狀態數位化。對比之下,人則像是更難破解的「認知黑盒子」。

「老師傅一般都是手作比較強,但在表達方面他就比較沒有那麼清楚。」漢翔生產處裝備管理組經理蔣勝聰,點出製造業隱性知識留存的困難。

即便現在已經有更多先進的AI工具,可以記錄、分析和模擬工作者動作,但金仁凱表示:「最難的不是記錄老師傅做了什麼動作,而是解碼他為什麼在這時候做的直覺。」

就像AI或許可以透過影像分析,發現老師傅在焊接時,手的動作突然慢了一拍,但光憑這個變化,無法知道老師傅是因為當下看到熔池顏色出現變化、聽到電弧聲音不對,做出的即時判斷,或者只是單純閃神,只是很幸運沒有造成異常。

人會根據經驗做預判,或因個人的體力考量、心情變化,在不同時間點採取不同解法,這都是人比機器更難解析的變數。

對漢翔來說,要想萃取出老師傅身上的隱性知識,不能只靠技術力,還得像製作千層派一樣,耐心的將數據與人的經驗,一層一層交互堆疊,讓知識逐步變得可見,然後可用。

以建立設備維修AI知識庫當例子,不同於現在人手一台平板電腦,早期漢翔的設備維修人員,會將不同機台的使用方法、特性、問題解法等,以手寫的方式,記錄在筆記本上。

千本手抄筆記,轉成AI可讀數據

所以漢翔資訊部門採取的第一步,就是將這些記錄在紙本上的半結構化資料,轉錄成AI可讀的數據。

蔣勝聰表示,漢翔的重要機具型號超過兩百種,因為機台年份、品牌、使用的系統等,都不相同,所以每一台大約有五至十本手抄筆記,總計數量超過千本。而且這當中不只有手寫文字,也有圖片和表格,是相當耗時費力的大工程。

殘酷的是,當資訊部門做完這些苦功,產出的第一版成果,如果以滿分一百來說,在他看來只能拿到十分。

問題出在分類。蔣勝聰舉例,同樣是主電腦,發那科和西門子的機台就有不同命名;而且很常見的狀況是,同樣的代號,在不同機台有不同含義。「如果沒有做分類或前處理,對於實際上的準確度,跟我們想要的落差很大,當然效果就不好。」

然而,第一版成效雖不佳,這些努力卻也沒有白費。因為整理出來的數據資料,就是用來釣出隱性知識的最佳誘餌,可以引導資深員工將內隱知識更精準的表達出來。

就像如果只看漢翔透過機聯網從產線上取得的電流、參數紀錄,那就是金仁凱口中「死板板的數據」,但當他們將這些數據放到老師傅眼前,數據就會被賦予意義。

「我協助他們最重要的一件事,就是定義什麼是好,什麼是壞。」蔣勝聰舉例,他可以藉由波形圖讓資訊人員了解,前段產生的波峰,只是設備正常的震動,後段微小的抖動,才是刀具異常的訊號。換言之,他透過這張圖表,將原本難以言述的直覺,變成了資訊單位可以標記的特徵。

如此,資訊部門就知道應該如何教會AI看懂什麼是異常,遇到異常又該如何因應。

金仁凱認為,這和中醫看診很相似,光只是掌握脈搏跳動變化不夠,更關鍵是要有專家做出診斷,對症下藥,才能把數據轉換成知識。

不過這樣的過程往往得反覆好幾次,才有機會將分數從十分,一路拉高到六十分、八十分。以漢翔的設備維修AI知識庫來說,是經過了兩年努力,才做到滿足八成需求,以及九成的準確率。

不只製造,財務、資訊等都全面落實

蔣勝聰形容,AI讓老師傅從「人肉說明書」變成真正的「技術導師」。他回顧自己過去帶徒弟的經驗,表示最累人的往往不是技術指導,而是教常識,例如經常要回答:為什麼參數這樣設?為什麼這邊要檢查?

「這種基礎問題,一個新人我要講十遍,十個新人我就要講一百遍。」他說,現在不同了,尋常問題,新人跟AI對談就可以找到解答。

其實不只在前線製造,對漢翔來說,將資深工作者的隱性知識封存,然後傳承,是財務、採購、資訊等各部門都要全面落實的重點任務。但方一定也說,生產製造是這當中難度最高的。

一方面,製造業對穩定度和精細度的要求很高,航太產業尤其如此。

「發動機那個機匣,它要打兩百多個孔位,那個孔位的位置跟精度就很重要。假如不準,稍微一點點偏差就沒辦法裝上。」方一定表示,「AI還是要靠經驗,經驗就是數據夠,才有辦法分析出來。」試想,如果工廠產線一直維持得很好,就代表異常數據很少,那AI就無法有效學習何謂異常和異常處置方法。

終究,技術再進步,各種異常和例外經驗,還是需要花費時間去蒐集和累積,才能成為AI成長的養分。

溝通隔閡大降,各單位會自己找命題

AI要能完美補上老師傅的位置,仍有一段路要走。

不過好消息是,這個堆疊千層派的起步雖辛苦,隨時間發展,堆得越高,速度也可能加快。

金仁凱回顧兩、三年前,內部同仁對AI大多認識不深,但經過資訊部門和各業務單位一次又一次的互動,加上漢翔是由上而下大力推動AI,他們與各單位的溝通隔閡明顯降低,現在各單位開始懂得為自己找命題。

漢翔原本只存在資深人員身上的內隱知識,正逐漸轉化成團隊隨手可得的常識。

對漢翔和許多製造業者來說,知識傳承是刻不容緩的課題,但要解決這個迫切的問題沒有捷徑,扎實建立數據基礎,耐心堆疊,才能嘗得甜美果實。