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鎖定半導體物流自動化缺口 友達角逐AMR新戰場

自動化商機需求爆發,自主移動機器人(AMR)成為智慧工廠中的當紅炸子雞,近年吸引台廠競相角逐。包括深耕面板製造多年的友達也看好AMR發展潛力,跨足智慧製造解決方案供應商,更將AMR視為主力產品之一。友達直言,AMR市場正值起飛期,人機協作不僅能減輕人力負擔,同時也將成為推動智慧製造發展的重要動能。

友達旗下子公司友達數位科技上週才在COMPUTEX 2022上首次展出Class 100無塵室清潔機器人, 對應當前高漲的半導體產業自動化需求,友達初入AMR市場,便將目標鎖定在這塊大餅。從需求面來看,友達光電系統設計製造服務事業總部特別助理陳文杰指出,全球半導體製造有4分之1高度集中在台灣,半導體更是一技術密集與設備投資高的產業,每年設備資本支出達數千億台幣。而半導體與面板製程相似度極高,有異曲同工之妙,友達跨入半導體產業相對熟悉,加上友達自己就有20年工廠經驗,不僅是供給方,更是需求方。

物流尚未滿足 半導體自動化需求熱

雖然外界看半導體產業已是工業4.0模範工廠,自動化程度頗高,但事實上根據友達觀察,並非如外界所想,包括二、三線晶圓製造廠以及後段封裝測試廠,其實還有很多物流環節並沒有透過自動化串連,而是靠著人力運送。」陳文杰說。

友達看好AMR發展潛力,跨足智慧製造解決方案供應商,更將AMR視為主力產品之一。李建樑攝

另一個問題在於,即便廠內導入自動化物流系統,但當產能擴充或製程改善提升生產效率,已經規劃好的物流系統能不能跟上?陳文杰指出,當前半導體產能供不應求,業者無所不用其極把產能拉到極致,而關鍵就在於提升設備稼動率與降低產線停機時間,產線上的物流系統若無法最佳化,便很容易造成生產溝通不調、製程銜接不順的問題。

AMR最大優勢除了以自動化取代人力減輕負擔,以自主導航為主的AMR甚至可以隨時根據需求更改路徑、製程順序等,擁有較大的彈性擴充能力,因此也相當看好,AMR將是補足半導體產業廠內物流最後一哩路相當重要的拼圖。

AMR串起半導體物流最後一哩路

AMR得以滿足彈性生產,其中車隊管理系統扮演相當重要的角色。通常AMR僅需透過軟體調整即可變更任務,或使用針對多台機器人的車隊控制軟體進行配置,即能針對指令自動進行優先順序排序,還可以根據位置和適用性,選擇最適用於某項任務的機器人。友達不只自主開發機構,也開發最重要的軟體,友達AMR車隊管理系統(Fleet Management System,FMS)導入ROS 2架構,相較第一代ROS架構比較聚焦在單機開發,ROS 2則透過DDS技術,讓車對車、車對充電站都能直接溝通,具有較好的群機協作。

同時,友達FMS也提供MQTT 、 Modbus、SECS/GEM、RESTful API等開放通訊協定,可以很快與上位系統串接。舉例來說,FMS連結上位系統如MES、ERP等,透過大數據分析,可以預測接下來每個站點上下料時間,無縫接軌讓生產節拍達到最佳化、有效提升稼動率,而不是像過去仰賴人員搬運使得機台停等時間拉長,畢竟,生產線上的機台如果閒置空等(idle),站在經濟效益的角度來看,就是一種浪費。

而考量到每個企業的需求或痛點不同,友達目前也提供四種模組,包括叉車(Fork)、頂升(Lift)、輸送帶(CV)及機器手臂(Robot),企業可以搭載機器手臂進行取料或放料,也可以選擇CV模組搬運箱型物料,而如果企業工廠內已經有機器手臂,友達也能協助整合至AMR平台上,降低自動化成本。

生態系百花齊放 友達轉型技術服務

不像過去傳統工業機器人由四大家族寡佔山頭,AMR則相對是比較新的市場,也因此造就當前市場百花齊放,玩家眾多,從傳統自動化設備業者到電子大廠都希望搶佔一席之地,也讓AMR產品變得更加多元,友達也在思考,如何讓一台AMR發揮更大的價值?

友達光電系統設計製造服務事業總部特別助理陳文杰。符世旻攝

陳文杰指出,將AMR拆開成兩個部分來看,一是底層平台,以總負重區分,像是目前已推出250、500公斤的底層平台,二則是上層應用模組,如上述所說的四種模組。友達透過模組化架構設計,只要在底層平台上搭載不同應用,就能成為不同功能的機器人,這也是目前AMR市場相當常見的一種模式。

舉例來說,友達將AMR底層平台介面打通,可搭載市面上多數機器手臂,像是與友達2021年在台北國際自動化展中就首度與合作多年的ABB,展示結合AMR與機器手臂的移動機器人解決方案。事實上不只是機器手臂,如果客戶本身有能力自建自動化團隊,透過開放介面,也可以很容易根據需求自行設計上層應用模組,進行客製化二次開發。而像是系整商也可以更專注於客戶需求,而不是像過往求助於原廠,耗費大量改機成本。「模組化的設計,初衷就是為了讓生態系更加完善與進步」陳文杰說。

以目前半導體產業需求來看,以搭載機器手臂的AMR應用為大宗。友達剛跨足AMR市場時,從車體設計、作業系統整合、SLAM演算法、系統功能開發等作業,皆由內部開發團隊負責。但由於半導體產業具有複雜的場域系統整合門檻,友達初期是身兼製造商與系統整合商,透過一條龍服務模式,這也更易於透過深入許多半導體大廠練兵的機會累積場域經驗,透過實地了解終端需求,不斷修改產品設計,以在未來推出更符合多數產業需求的標準型產品。

友達在半導體場域練兵的過程中也看到,很多半導體廠房空間狹窄,走道寬度可能只有100~120公分,空間非常有限,因此在有限場域條件下,AMR除了必須考量人機協作最重要的安全性,也要同時兼顧生產效率重視的速度,而藉由AMR自主移動的能力,搭載機器手臂逐站工作、工作完就離開,既不會影響走道空間,又能從人工走向自動化作業,實現移動作業可能性。在逐漸完善產品組合與規格後,未來友達的目標,則是以技術服務角色,在AMR生態系中扮演更重要的支援角色。

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