AI人臉辨識打造智慧工廠，提升場域安控管理

與時俱進的科技變革帶動自動化設備、物聯網、大數據，與雲端計算等技術整合，而「智慧製造」與「智慧廠房」的概念亦因應而生，許多工廠逐步踏上智慧轉型之路。同時，AI 人工智慧辨識技術日趨進步，無論是臉部辨識、車牌辨識等皆可見於日常與商務場景之運用。對於製造業廠區來說，除員工外，每日進出人員還包含合作承包商、訪客、國外技術人員等，身分驗證將成一大難題，也因此許多廠區已逐步採用AI人臉辨識技術，整合員工出勤打卡系統，來做為工廠門禁系統管理及身分驗證之安控解決方案。

本篇文章將分享臉部辨識技術應用在智慧製造、智慧工廠的優點、可能面臨的挑戰以及如何導入人臉辨識來建置完善的場域安防管理。

什麼是智慧工廠?

智慧工廠和智慧製造，被稱為「工業 4.0」或「第四次工業革命」技術轉型的一部分，由「數位轉型」和「智慧自動化」驅動。智慧工廠的核心在於打造一個更具彈性和客製化能力的高效智慧生產系統。有別於傳統訂製式量產 (mass customization) 依賴較固定的生產程序，在智慧工廠中，人、機器和機器人在共同的工作空間中相互聯繫、協調與串聯，物料和機器間也相互溝通、聯繫需求與行動，形成一個高度自主、彈性、個別化、資源有效利用的製造環境。

事實上，智慧工廠也可看作是「自動化工廠」下一步的成長階段，也就是說在自動化工廠的基礎上，運用物聯網與設備監控技術，加強訊息與資料蒐集，清楚掌握產銷與生產流程的可控性，減少生產線的人工干預，蒐集正確生產數據，配置合理生產計劃與掌控生產進度，合理解決產品設計與製造間的不確定性，建構高效能與自動生產的智能生產廠區。

轉型智慧工廠的效益有哪些?

TrendForce 研究顯示，企業積極節能減碳，導入自動化的方式越發受產業重視，且中期遠端作業、虛擬實境、模擬運作等陸續崛起的市場需求更趨實用。此階段性發展有望解決工業 4.0 緩步困境，催動相關技術開發加速，帶動全球智慧工廠市場規模至 2026 年達 6,200 億美元。

對企業來說，未來轉型成智慧製造是必須且必要的行動，在已實現自動化生產的前提下，轉型為智慧工廠意味著人工智能的導入與整合。

以下為您整理轉型為智慧工廠的四項關鍵效益：

1. 提高生產效率：高效率的生產力一直都是製造業發展的關鍵要點，智慧工廠除了可以實現生產自動化工廠外，還可與其他單位協作，快速面對未來趨勢挑戰，強化工廠的韌性和彈性。從供應鏈的彈性變動應對預測，消除生產過程中時間與人力的浪費，感測生產作業流程並進行優化，到終端簡化實際操作人員的作業流程，都將使整體生產作業的效能快速提升。
   Deloitte 在 2019 年的智慧工廠研究中告訴我們：「公司在投資智慧工廠方案後，在製造輸出、工廠利用率以及勞動生產力等領域貢獻多出 12%。此外，擁有智慧工廠的製造商到 2030 年可能將超過凈勞動生產率 30% 的傳統工廠。」
2. 改善品質控管與安全度：智慧工廠多數由系統發出製造步驟，在製造產品時能達到高一致性，提高良率；另外，國際自動化協會（International Automation Society of Automation）報告顯示，機器人和自動裝置也有助於減少或消除五大工作場所傷害的主要原因。
3. ESG與永續經營：智慧工廠的系統技術更容易用於追蹤綠色產業鏈的生產，從供應商的控管、物料的生產、能源的類型、品質監控等等。
4. 提升客戶體驗：傳統製造業過去時常有資源跟資訊無法完整準確傳達至供應商的痛點，在傳播過程中可能有時間落差或理解錯誤等問題，智慧工廠的雲端連線能力，以及其端對端指令，可為製造流程的所有層級提供即時洞察和建議，也能快速準確傳輸資料或資訊；對應現今客製訂單多且要求快速製造的市場趨勢，智慧工廠系統的即時數據，能提供管理者快速挖掘並改善問題，提高客戶滿意度，提高市場的競爭力，並獲得更好的產品評價。

常見的智慧工廠技術

1. 大數據與 AI 分析：人工智慧（AI）和機器學習提供的分析結果，可即時應用於數據資料，並運用洞察，改善包括供應鏈規劃、物流管理、製造、研發和工程、企業資產管理（EAM）以及採購等供應鏈管理中各領域的決策與自動化。
2. 雲端運算：雲端運算是工業 4.0 與數位轉型「最強勁動力」。當今的雲端技術，在速度、擴充能力、儲存空間及成本效益上，都有飛躍的進步。從 AI 和機器學習到物聯網，雲端技術為各種最先進的技術奠定基礎，並為企業提供創新的方法。推動工業 4.0 技術發展的資料駐留於雲端，其後工業 4.0 核心的網宇實體系統即可使用雲端進行溝通和協調。
3. 擴增實境（AR）：藉由 AR 系統，員工可以使用智慧眼鏡或行動裝置，在觀看設備或產品等實體事物時，將即時物聯網資料、數位化零件、維修或組裝說明、培訓內容等項目視覺化。
4. 工業物聯網（IIoT）：實體物件（裝置、機器人、機械、設備、產品），使用感應器和 RFID 標籤，提供有關其狀況、效能或位置的即時資料。這項技術可讓企業營運更完善，譬如使供應鏈運行更順暢、快速設計與修改產品、防止設備停機、掌握消費者喜好，並追蹤產品與庫存等等。
5. 自動化機器人：開發自動化機器人的核心目標，就是以最少人為干預執行任務，這些機器人配備了先進的軟體、AI、感應器和機器視覺，能夠執行艱鉅而複雜的任務，並且可以識別、分析從周圍接收的資訊，並依據資訊分析結果採取行動。
6. 人臉辨識：利用 AI 技術，將人臉影像轉換為數位的特徵值後，再將其與資料庫進行人臉比對以驗證其身分的生物辨識技術。相較於指紋、虹膜等生物辨識方式，此種技術不需要近距離接觸，也能準確進行辨識，還能同時辨識多人，增加人員管理的效率，在邊緣運算為基礎的架構中可表現最佳效能及最快的辨識速度。

人臉辨識技術於智慧製造、工廠的應用與優勢

臉部辨識技術已存在多年，舉凡 Face ID 解鎖、Facebook 人物標註，智慧支付等皆以融入日常生活，而新冠疫情爆發以來，為減少人與人間的接觸，許多企業也開始將人臉辨識導入其辦公及作業環境，管理進出人員的健康狀況。在智慧製造、智慧工廠的場域中，人臉辨識有幾種應用。

門禁、授權人員使用器材管理

配備AI人臉辨識功能的系統可確保只有授權人員才能進入管制區。此外，人臉辨識應用於大規模場域時，可同時進行多人辨識，大幅降低人事配置成本，強化門禁管理，提高整體環安控的品質。

傳統的門禁獲授權控制系統在效能和複雜性方面差異甚大，範圍從鑰匙、紙本記錄到門禁卡和電腦化追蹤。只要在機器中嵌入人臉辨識控管後，就可實現精確的非接觸式臉部登入和詳細的使用記錄，並在未授權的嘗試登入、允許時段外的操作，或超出安全時間限制等情況下發出警報。

安全穿戴管理

有些工廠中，為保護工作人員安全，會要求工作者穿戴防護裝備，像是面罩、口罩等等， FaceMe®的MPS Sentry Health Kiosks™ 智慧健康偵測站就可以用科技協助檢查工作者是否有穿戴安全。

搭配人臉辨識功能的智慧健康偵測站，會使用相機偵測人員「是否有配戴口罩」、「是否正確配戴口罩」（完整覆蓋鼻子和嘴巴）。通過健康檢查後系統將授予進入權限，未通過者，也會通知負責人員採取適當措施。

工作者考勤管理

傳統的考勤系統，需要員工以實體認證（如：識別證）、個人資訊（如：PIN 碼）甚或生物特徵（如：指紋）來完成打卡上下班。然而前二者可能造成人員假冒或代打卡的潛在風險，比如說識別證可能弄丟、密碼可能遭盜用等。像 FaceMe® TimeClock「人臉辨識」就沒有上述問題，是一項極佳的考勤打卡選擇。

不同場域可以怎麼運用人臉辨識？

企業依規模與作業環境需求，可將人臉辨識技術應用於不同之場景，以下將針對大中小型之場域空間，如何利用臉部辨識技術進行更深入的介紹。

• 小型場域：辦公室、商業大樓
  傳統的打卡鐘與指紋按壓之考勤管理方式，於疫情期間因有其需接觸之特性，易增加感染風險，企業為了確實管理員工出缺勤紀錄，可藉由具備人臉辨識之門禁一體機，透過刷臉方式進行員工出缺勤之管理。
  此外，商業大樓的網路IP攝影機也可透過導入人臉辨識進行出缺勤管理，於上班尖峰時間，加速人流流通效率，且相對減少人工測量體溫所耗費之時間與人事成本，還可避免因門禁卡遺失，或遭竊而衍伸出不肖人士盜用身份，偷取公司機密的資安問題。
• 中型場域：工廠作業區、倉庫、無塵室
  許多半導體製造業與物流業正經歷數位轉型，台灣長年為ODM/OEM製造中心，客戶皆來自世界頂尖科技大廠，其工廠作業區或無塵室等特定場域，每日進出人員可多達百人，包含員工、外部訪客、承包商、國外技術人員等，為確保訂單與產品商業機密不外流，需針對人員進出有更嚴格的管制。
  物流業受疫情宅經濟影響迅速發展，為因應數位轉型亦開始導入AI、物聯網等技術，逐步往智慧物流前進，於內部人員（倉儲管理、物流司機等）進出管理上，也需要更嚴謹的門禁規範，藉此保障員工安全，避免外部人士伺機混入，造成企業財產損失。
  針對這些中型場域安控場景，一站式的臉部辨識門禁安控解決方案不僅能快速辨別人員授權之層級，保障公司資訊安全，亦可降低透過人工肉眼而導致誤判耗時的狀況發生。
  您可進一步了解如何利用人臉辨識技術打造智慧工廠與智慧倉儲
  
  
• 大型場域: 如石化及重工業廠區
  原物料產業如石化廠區或重工業廠區所需之空間多屬戶外，且占地廣，每日可多達數千人進出，除員工出缺勤紀錄外，更需有效地管控跨廠區進出人士之權限，透過臉部辨識技術，可於大型工作站架設之攝影機畫面上快速進行多人辨識。臉部辨識技術還可用於記錄人員操作機械與設備，確保僅有通過身份驗證之授權人員方可操作機械。
  此外，透過將臉部辨識軟體彈性整合於其他影像管理系統（VMS）與即時資訊系統，更可全面改善人員監督效率，保全人員無需再手動切換多台監視器畫面，透過監控工作流程可在進一步改善運營管理，改善自動化工作流程。歡迎深入了解可與FaceMe Security整合之影像管理系統。

大型工廠、倉儲導入人臉辨識面臨之六大難題

臉部辨識之於工廠、廠房等大型場域安控應用日益普及，然基於各種自然與人為因素，許多大型廠區欲導入AI人臉辨識解決方案於現有工作環境時，仍先需解決以下六大挑戰。

室內外光線條件不佳，無法準確辨識人臉

大型場域如石化廠因涉及跨廠區的人員及車輛進出問題，須同時架設室內外攝影機，並將人臉辨識技術整合於智慧門禁管理系統。以室外場景為例，於白天會有臉部嚴重背光、而夜晚則是光線不足造成畫面躁點、過暗之問題。室外光線的嚴苛條件，往往導致一般人臉辨識技術之準確度不佳。

解決方法

訊連科技開發之FaceMe®人臉辨識技術採用其獨家之TrueTheater™影像優化技術，可於臉部辨識前，先透過提升影像銳利度與畫質、去背光、降噪等影像強化技術，加速人臉辨識速度，並提升11.5%之臉部辨識正確率。

人臉因局部遮蓋，增加臉部辨識難度

大型跨廠區的作業人員因長時間於戶外環境工作，加上防疫管理與人身安全之考量，需整日配戴口罩、安全帽、護目鏡、遮陽帽等，但卻造成人臉因局部被遮蔽，而增加臉部辨識困難度。此外，上下班尖峰時間，如多次來回脫戴這些裝備亦會降低效率，徒增人事與時間成本。

解決方法

FaceMe®臉部辨識軟體採用之深度學習類神經網路演算法，在人臉被部分屏蔽的狀況下，仍可有效擷取臉部特徵值，並與資料庫進行身分比對，尤其在配戴口罩的狀況下，其正確辨識率仍高達98.21%，卓越的辨識力在NIST FRVT臉部辨識測試項目中，名列全球頂尖AI人臉辨識引擎之一。

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相機角度架設位置受限，降低臉部辨識精準度

大型場域欲將人臉辨識技術導入網路IP攝影機或大門邊緣裝置時，有時受限於辦公作業環境，造成相機角度架設位置以及可擷取之影像畫面受侷限，其他因素包含鏡頭與人臉的距離過遠、背光、相機視角（FOV）範圍過大等，這些皆會造成畫面上僅出現半張臉、或者非正面人臉之情形，導致無法有效擷取臉部特徵值，並精準辨識人員身份。

解決方法

透過FaceMe® 之人臉辨識，可於超過10人的同一畫面中即時辨識多張人臉，且相機角度高達180~200公分的設置下，透過AI技術辨別特殊角度，如俯瞰、側臉、局部遮蓋等。此外，FaceMe®還可支援各式工業用攜帶型與桌上型系統，以及網路IP攝影機，如 Intel NUC，以便於場域受限的狀況下，仍精準執行人臉辨識。FaceMe®人臉辨識於全球知名NIST FRVT 1:1 WILD實境照片測試（wild photo）中，達99.81%正確辨識率，人臉辨識同時也具遠距辨識之優勢，因此可協助大型場域提供更嚴謹的安控管理措施。

高密集動態人流，影響臉部辨識速度

大型廠區每日人員流動高達數百或數千人，且其身分包含承包商、臨時施工人員、外部技術人員等，於上下班尖峰時刻，更需要一套能夠快速進行臉部辨識，完成門禁打卡、身分驗證需求之解決方案。

解決方法

訊連科技提供之 FaceMe®人臉辨識技術可於硬體上(NVIDIA®CUDA™及Intel®OpenVINO)啟用GPU加速，針對海量臉部資料庫，進行超快速搜尋演算法，FaceMe®於600萬人臉資料庫中搜尋單張臉孔，僅需1.6毫秒。

如欲瞭解更多，可參閱筑波醫電採用FaceMe®人臉辨識，0.5秒完成掃臉跟身分驗證

活體防偽技術，杜絕代打卡風險

由於大型場域進出人流複雜，員工間可能發生代打卡之風險、取用人臉相片破解門禁系統，或因門禁卡遺失遭竊而擅自進入廠區等安控危機。此外，某些大型石化廠區，為了降低人事支出成本，於接待處架設導入人臉辨識之邊緣裝置，於確認身份後，方可進入廠區。

解決方法

FaceMe^®人臉辨識技術支援多種活體辨識防偽機制，更於2022年通過 iBeta Level 2 活體冒用攻擊測試，可有效杜絕有心人士使用2D照片或3D面具矇騙人臉辨識系統的行為，精準判別鏡頭前是否為真人，進而達到嚴格的身份安全把關。

臉部辨識軟體與現有硬體裝置出現相容問題

軟硬體裝置不相容亦是大型場域導入人臉辨識技術、加強門禁安控時易衍生的難題。許多製造業或原物料業廠區基於建置成本考量，欲從原有的軟硬體設備如含攝影鏡頭的立式三叉機、網路IP攝影機、邊緣裝置之門禁系統、影響管理系統等直接導入AI人臉辨識技術與數據統計服務，然因軟硬體設置不相容，反增加更多設置費用。

FaceMe® 跨平台人臉辨識引擎可同時支援多種作業系統（Windows、Linux、Android 、iOS），亦支援OpenVINO™、TensorRT、TensorFlow及CoreML等多種AI邏輯推理引擎，且可運行於個人電腦、工作站和伺服器上，無論是何種硬體設置，皆可依使用情境，提供最適配的建置方案。立基於高達 99.81 % 的正確辨識率，FaceMe®Security為大型場域提供完整的人臉辨識智慧安防解決方案。

FaceMe® Security - 人臉辨識x智慧製造專屬的安防解方

FaceMe®Security 為一款專為安控設計之智慧解決方案，透過最即時的臉部數據比對、口罩體溫偵測、第三方系統整合等各項加值功能，將協助各種大型場域提升門禁管制安全與企業生產效率。

FaceMe® Security 加值套件

FaceMe® Security另提供三種不同的加值套件，供企業整合於其軟硬體裝置中，打造完整的一站式門禁管制、健康管理、與環境安控的解決方案。

• Check-in Add-on : 一站式訪客管理與員工門禁考勤系統可安裝於低功耗之輕型裝置，並與網路IP攝影機做連接，快速擷取人員臉部特徵，與數據資料庫做身分比對，即時顯示訪客簽到或員工出勤打卡的紀錄。
• VMR(影像管理系統) Add-on : 不需透過第三方影像管理系統，VMR本身即可影像錄製、回放與即時監控管理系統，可同步支援9路攝影機，保全人員可立即接收特定事件警報或搜尋錄製影像檔案，加強場域安全管理。

支援多樣化邊緣運算裝置，實現人臉辨識效能最大化

FaceMe® Security可依場域大小支援各種邊緣運算裝置，企業可依據每小時之人流，選擇搭載Intel CPU/VPU的工業電腦、NVIDIA Jetson AGX Xavier或多張GPU的大型Windows工作站。舉例來說，一個工作站搭載4x RTX A5000 圖像處理器可支援240路 IP攝影機，如需管理300路攝影機，僅需設置兩台工作站即可。閱讀2023最新臉部辨識終極指南，了解更多關於邊緣裝置的重要資訊。

彈性整合影像管理系統（VMS）、門鎖系統、ERP等第三方系統

FaceMe® Security還可與各大主流影像管理系統（VMS）做整合 （Milestone XProtect, AXIS Camera Station, Genetec Security Center, Network Optix Nx Witness, VIVOTEK VAST2, Avigilon Control Center），亦可與即時通訊系統、門禁、ERP等第三方系統串接，於特定事件發生時，如透過臉部辨識認出某 VIP 或黑名單人士進入廠區，便可立即自中控中心發出警示訊息給保安人員，進行應對的安全措施，進一步保障員工安全。

如何於大型工廠、廠房導入FaceMe® Security

FaceMe® Security 可應用之場域範圍與場景非常多元，其基礎建置架構始於大門、辦公室入口的邊緣裝置與網路IP/具溫度感測功能攝影機，透過人臉偵測與特徵擷取，進行體溫測量與口罩偵測，同時間將臉部資料透過伺服器傳回中控中心，與數據資料庫做人臉的比對，進行身份驗證，也能夠透過Check-in Add-on 進行訪客簽到與員工出勤打卡的記錄，而保全人員亦可透過 VMR Add-on 同步監測攝影機即時畫面，並於特殊事件發生時，收到警示通知，採取必要行動。

成功案例分享 微程式資訊採用 FaceMe® 人臉辨識技術，打造石化業跨廠區多因子智慧辨識解決方案

AI人臉辨識當道，實現智慧工廠轉型

在智慧工廠潮流的驅動下，許多企業逐步推行自動化廠房與場域空間的擴張，大型場域如室內外工廠、廠房、倉儲物流等透過採用FaceMe® 臉部辨識解決方案可達成以下三大目的：

• 以安全非接觸的方式完成上下班刷臉打卡管理，並保存完整記錄利事後查詢
• 透過偵測口罩配戴狀況與量體溫之方式，落實健康防疫行動，保障企業人員安全
• 藉由建置邊緣工作站、伺服器、影像管理系統等架構，全面改善大型場域之安控管理，大幅降低人事與營運成本

臉部辨識技術無疑將被應用於更多產業場景，至今已有許多零售、餐飲、飯店、醫療等業者採用AI人臉辨識，如欲了解更多，請參考FaceMe®e案例分享