聚焦歐系先進自動化技術論壇 形塑工業4.0

「聚焦歐系先進自動化技術論壇」，現場將透過倍福的XTS磁懸浮輸送系統、西克3D視覺掃描檢測最新產品、史陶比爾六軸機械手臂以及德國萊因如何實施安全驗證於實機等現場展示。

少樣多量、個性化的市場需求正在加劇製造業的生產挑戰，全球製造業紛紛進入不改變就會被淘汰的階段，然而市場需求的轉變也讓製造業再無法依循過去量產時代僅倚賴速度取勝的模式，這也使得近年來諸如彈性製造等議題躍上檯面。彈性製造系統意味除了反應快速外，更注重的是整體系統的靈活性與協調性，從而讓生產線能夠在面對複雜的生產需求中游刃有餘，既不是慢工卻也能出細活。

倍福打造彈性輸送系統 迎戰複雜生產需求

根據業界調查，產品在製造過程中，僅有5%的時間用於加工製造，其餘95%的時間都用在儲存、裝卸、等待加工和運送的過程，因此許多製造業者志在完善工廠中的輸送物流系統，以減少無謂的成本浪費，其中輸送系統便是生產線上相當重要的一部分。

台灣倍福(Beckhof)自動化總經理王綏雋指出，傳統輸送系統的「剛性」限制，往往讓輸送系統為配合瓶頸站點的生產速度而只能採取定速移載，反而讓整體生產效率「降速」，甚至在更換產線時停機進行物理轉換。而彈性的輸送系統則突破這些限制，較能依據各工站的實際生產情況，透過單獨控制個別物料的輸送速度達到靈活調度，讓完工的物料率先進入下一站，如果以高速公路來比喻，就像是不限速與限速的差異。

基於以上概念，倍福在2012年漢諾威工業展上便首次推出彈性磁懸浮輸送系統XTS，其原理便是以磁力驅動導軌上的動子模組，透過PC控制其定位與速度，使得動子能夠達到最大定位精度，在路徑上的任何一點進行加速、停止和減慢，並且利用各種直線和曲線導軌任意組合X、Y軸的輸送路徑，使得輸送系統的佔地面積至少可減少30%。

甚至在第二代XTS中還加入了換軌設計，同時利用多組XTS達到更高的製程彈性，這樣的好處是可以實現匯流跟分流，例如電子製造業將多個產線的產品混合到一個主線進行組裝、或食品飲料加工產業進行混合包裝等，甚至是由一條產線分別進入不同區域進行不同產品組裝或包裝的分流加工。自2012年推出後，現在這套系統也已大量在各行各業中應用，包括半導體、高科技製造業到傳統食品、民生工業的填充、包裝等。而2018年倍福也正式在台灣成立營運總部，將過去深耕長達20餘年的PC-Base核心技術協助在地製造業者進入工業4.0。

檢測工站成為瓶頸站點？西克開發業界最速3D視覺檢測

對製造業者來說，品質與良率一直是業者最為關心的議題，而根據工研院調查則指出，其中業者對於品質檢測需求所考量的關鍵因素，包括檢測的執行速度、準確性、可追溯性及成本等。就檢測速率來說，若效率緩慢，反而讓像是AOI檢測機台成為整條生產線上的瓶頸站點，而最直接的辦法，便是提升AOI的檢測效率。

德國感測器大廠西克(SICK)觀察到此市場需求，在2019年推出一款將演算法晶片化，嵌入於CMOS裡的3D視覺檢測產品Ranger3。此舉主要透過邊緣運算概念，在檢測最前段的取像過程中就淘汰大量不必要的成像資料，使得系統大幅降低運算負載，進而提高執行速度。

台灣西克產品管理經理朱啟懷指出，傳統3D線雷射取像方式中有99%都是不必要資料，除了佔用頻寬，也增加耗能，使得設備本體需要更大的空間進行散熱，不僅如此更降低執行速率。邊緣運算勢必成為智慧製造的推動力，朱啟懷指出，過去由於檢測速率不佳，相關AOI設備容易成為瓶頸站點，甚至為此僅能實施抽檢，而透過邊緣運算提高取像速率，最顯著的差異除了產能提升外也能因此實現全檢，這對於台灣大量電子製造業者來說，便可在市場競爭上形成差異化。

機器手臂需求增 史陶比爾：機動性將是未來關鍵

隨自動化需求提高，將機器手臂導入生產線成為製造業者有效提升生產效率的一種方法。不過機器手臂無法單一行動，需要搭配週邊設備組成一生產系統，史陶比爾工業機器人業務副理王振益因此指出，未來機器手臂除了關注人機協作之外，其與週邊設備的協作能力也將是製造業需要關注的重點。

生產系統要能維持最大彈性，關鍵在於設備與設備、設備與管理系統間的連結與無縫整合。舉例來說，過去生產現場OT端的資訊與IT端缺少緊密鏈結，使得上位管理者往往無法更確實掌握生產狀態，受惠於現今開放性的通訊協定如OPC UA，已能夠使生產狀態實時對接管理系統，讓各生產流程透明化，例如機台的健康狀態、產能、稼動率等。

此外，王振益也指出，隨著客製化生產模式需求越來越普及，機器手臂的機動性也將變得更加重要。他舉例，像是在混線生產的情況下，可透過移動性機器人依據每個產品不同的組裝程序，分別在生產動線中進行半成品局部運送或組裝，利用可移動調度的特質來提高生產彈性。而在人機協作方面，也因為機器手臂的普及拓展到各行各業，對於機器人製造商來說，也必須設法降低機器人使用門檻，讓機器手臂易於讓更多製造業者使用。

智慧製造帶動生產系統革新 TÜV：安全仍是重中之重

智慧製造雖帶動生產系統的革新，不過國際驗證機構德國萊因TÜV則是提醒「安全」仍是無法迴避的重中之重，尤其在系統驗證上更需要製造業者共同把關。台灣德國萊因產品服務業務主任王毅指出，目前多數生產設備在安全機制上已有明確驗證規範，然智慧製造不斷催生新的生產系統，像是機器手臂結合移動載具提升其機動性，因而諸如AMR的設備成為當紅炸子雞，從單機設備進入到系統整合，其安全機制也得從另一個面向切入探討。

王毅指出，系統整合的安全驗證更強調於設備間的連動，牽一髮而動全身。而目前在工業機器人方面，則有如EN ISO 10218-2規範工業機器人系統與單元整合方面的安全要求，包括設計、製造、安裝、運行、維護與保養。不過王毅也點出目前系統整合驗證的挑戰，有別於單機設備驗證可一次過關，相較之下由於各業者的工廠配置不同，無法將其複製到其他客戶工廠中，因此對於系統整合商而言，也需要一次次反覆進行驗證，這可能是業者最難突破的障礙，但也成了驗證機構下一步在市場主要的推動方向。

台灣是全球電子與半導體業重鎮，在市場變化與內外環境壓力下，供應鏈與終端客戶紛紛朝向工業4.0邁進，電子業極其重視如何打造高靈活的自動化產線、安全的生產力以及穩定的品質，DIGITIMES將於11月25日攜手歐系自動化大廠包括德國工業PC與運動控制專家-倍福(Beckhoff)、國際獨立檢驗、檢測和認證機構台灣德國萊因(TÜV Rheinland)、瑞士機電領域先鋒史陶比爾(Stäubli)與德國工業智慧感測器權威台灣西克(SICK)，於新竹舉辦「聚焦歐系先進自動化技術論壇」，現場將透過倍福的XTS磁懸浮輸送系統、西克3D視覺掃描檢測最新產品、史陶比爾六軸機械手臂以及德國萊因如何實施安全驗證於實機等現場展示，以共同演示自動化靈活應用的無限可能，立即報名。