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善用智慧製造驗證場域力量 台灣製造業轉型非難事

工研院智慧機械科技中心組長羅佐良指出,台灣製造業者可善用智慧製造技術驗證場域的專業協助,讓智慧製造系統的建構更順利。王明德

製造業一直是我國經濟命脈,業者長年投入研發所累積的技術能量,讓台灣在全球各製造領域佔有一席之地,相較於其他國家業者,台灣傳統製造業對先進設備的導入腳步偏慢,大多以優勢的勞力成本作為市場競爭力。2011年德國宣布啟動工業4.0政策,帶動產業智慧化趨勢,由於此趨勢已然成形,未隨之轉型者將有被邊緣化之虞,不過對台商而言,智慧化是全新概念,要順利轉型並不容易,對此工研院智慧機械科技中心智慧製造技術組組長羅佐良建議業者應該善用外部專業力量,經濟部在台中科學園區所設立的「智慧製造技術驗證場域」,不但有先進且完善的軟硬體平台,同時有專業輔導團隊,協助台灣業者轉型。

完善示範場域 助業者掌握智慧製造樣貌

台灣製造業長期以人力成本優勢面對市場競爭,不過近年來勞動人口減少、勞動成本增加,過去的優勢已然不再,在此同時,市場也逐漸轉變,少量多樣成為主流生產模式,在此態勢下,多數業者已有轉型意識,希望透過製程優化、生產管理、軟體開發等智慧製造技術,強化企業體質,但由於智慧製造涉及層面相當廣,業者往往不知從何處著手,此外在成本考量方面,這類型新概念系統的投資效益如何評估?回收期要如何設定?對業者而言都是艱難議題,關於這些問題,羅佐良表示都可在「智慧製造技術驗證場域」獲得解答。

羅佐良進一步介紹「智慧製造技術驗證場域」的任務與內部規劃,他指出該場域從設備、軟體、控制器到生產管理系統都採用國產設備,此外也積極與國外對接,邀請法國達梭(Dassault)、德國西門子(Siemens)、日本三菱電機(Mitsubishi Electric)、美國洛克威爾(Rockwell)、微軟(Microsoft)等知名軟硬體大廠進駐,在裡面設立智慧工廠的技術展示點、智慧化示範產線、教育訓練中心提供全方位的應用服務與人才培育解決方案。

受託管理、執行場域業務的工研院,還透過此一智慧製造產線建立自行車、汽車、航太、水五金及精密機械零組件生產等應用案例,讓台灣業者可以從中參考產業的運作機制,並複製生產模式,縮短智慧化系統的上線時程。在專業輔導方面,工研院也建立團隊,提供建廠規劃、設備開發、自動化整合、打樣生產、產線數位轉型、生產管理系統導入、認證輔導、量測實驗室等服務。

目前「智慧製造技術驗證場域」共分A、B、C、D四區,A區為智慧製造資訊中心,內建資訊管理室,可呈現場域中的ERP、MES、APS、AGV狀態、環境監控、設備狀態、稼動率等資訊,達到資訊匯集、全域管制目標。B區為小型設備加工區,此區內建置由小型車床、銑床為主體的工作站,透過雲端管理系統可串聯CNC、工業機器人、輸送機,並以AGV鏈接各工作站,進行物料傳輸,物料盤上的RFID辨識功能,可自動更換夾具與加工程式,羅佐良表示,業者可在此區中了解短製程週期的小零件批量加工作法。

C區為彈性製造系統(FMS),此區已自動倉儲為主體,搭配排程系統,串接大型立式五軸、臥式四軸、臥室五軸等加工設備,進行全自動化生產。D區則是自動化量測系統,羅佐良指出,該區式製程最終品管檢驗,AGV將生產線的成品送達後,結合工業機器人進行24小時自動化量測作業、生產履歷刻印,其品管數據可以上傳資料庫,並且產出製程準確度(Ca)、製程精密度(Cp)、綜合製程能力指數(Cpk)、常態分布等分析報表。

釐清自身需求 逐步打造智慧產線

透過上述四大區塊的產線示範,業者可完整掌握智慧製造系統樣貌,不過羅佐良強調,智慧製造必須先打好基礎,再視自身需求延伸出其他功能,而智慧製造的第一步就是擷取機台數據並將之可視化,因此工研院推出智慧機上盒,並在其中建置VMX平台,VMX是由Virtual與多軸(Multi-Axis)、複合化(Multi-Task)、多機台(Multi-Machine)所組成,此平台是工研院開發的跨控制器通訊模組,可提供簡化的工具機智能化軟體開發環境,協助業者降低軟體開發與維護成本。

第二步則是藉由數據強化製造能量。為與工業4.0相關技術接軌,VMX新增了OPCUA通訊與大數據儲存介面,透過智慧機上盒中的VMX,業者可先行擷取機台數據,並與加工進給率優化、加工震動異常紀錄、ERP、APS、MES等資訊系統連結,藉此整合IT與OT系統,讓機台數據可以儲存累積並加以分析,從而制定最佳化生產策略,例如將產線排程與接單系統串連,並以快速換線系統完成少量多樣生產,達到彈性製造願景。

「智慧製造技術驗證場域」提供了台灣製造業者優化與創新數據加值服務的範例,並以實際的生產案例協助相關業者評估導入成本效益。而除了藉由此一場域,掌握智慧製造建置要點外,羅佐良提醒業者,要讓智慧化系統的效益如期浮現,還需解決「人」的問題,根據他協助台灣廠商導入智慧化系統的經驗,多數業者的技術人員都因擔心工作被取代,而出現排斥心態,因此他建議業者在導入前必須先進行企業內部溝通,讓員工理解新系統的導入是為了提升工作效率,讓既有員工發揮更高價值,如此方能上下齊心,推動企業轉型。

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