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【智慧製造專輯】打破孤島作業 數位分身塑造製造新革命

國機國造拚智慧製造 漢翔生產高教機結合數位製造效率快3倍

即將於九月出廠的新一代高教機也正好是漢翔走入數位化生產的新里程碑。漢翔

在政府國機國造政策下,完全由國人自研自製的新式高級教練機可說是扮演承先啟後的重要角色。而對於負責研發設計與製造的漢翔航空工業來說,也代表著新製造技術的里程碑,整體生產流程更加快速與進步,相較於30年前研發IDF經國號戰機時耗費10年,如今新式高教機從研發到生產只花了3年多。

漢翔研發長吳天勝指出,即將於九月出廠的新一代高教機,也正好是漢翔走入數位化生產的新里程碑,在運用虛實整合、數位分身等創新技術下,相較於30年前研發IDF經國號戰機時耗費了10年,如今新式高教機從研發到生產已大幅縮短至3年多即可完成。此外,更藉此將過去經驗透過數位平台提升現有技術能量,讓漢翔從過去需委託500多位顧問與工程師協同研發,直至今日可全部仰賴漢翔自己的研發人員,工程師也只剩下1/3。

回顧過去經國號戰機的研發,其中最令漢翔感到頭痛是由於早期仍以紙本作業,很多問題或瑕疵無法事先驗證,加上生產資料因介面不通透而無法串聯整體製造流程,因此像是在製造完成後進入組裝階段才會發現問題所在,使得作業必須停止並重新返回修改,如此反反覆覆,也因此讓經國號戰機從研發到出廠,中間歷經漫長的10年。

而隨著現代設計工具的進步,漢翔也依據需求逐漸導入新的研發技術。使得在新的數位設計平台下,整體生產流程能夠更加快速與進步。吳天勝指出,現在漢翔從初始的研發設計、分析到製造、組裝、維修等生產階段,都是在共同的數位平台下以協同模式作業,包括驗證與調適也都在同一個模擬環境下執行,這樣一來任何環節一旦出現問題,都可以快速釐清並修正,也大幅縮短Lead time,新式高教機就是在此生產模式下達到3年出廠的效果。

從設計到製造一條龍

漢翔現已將整個產品生命週期以一條龍的管理方式,集中在共同的數位平台上作業,在初始研發階段,就將設計、分析或工程規劃等各領域的專業人員集中起來,利用同一個平台即時溝通、修改,並統一管理資料與模型,此舉能夠更加保留完整的研發過程。此外,所有生產階段在開始行動前,也都會先透過電腦模擬一遍進行驗證,像是在製造階段,漢翔就會透過平台事先模擬生產工程規劃與最佳的生產方式。

舉例來說,當零件實際要上機台加工前,可以預先模擬刀具會不會撞刀,避免在加工過程中產生不可預期的狀況。而接著當零件完工進入組裝階段也可以運用相同的作業方式,預先透過數位模擬確認組裝程序有無疏漏,避免屆時在實體環境中重新拆卸組裝。甚至包括後續維修時,也能夠透過平台模擬預先確認零件的組裝方式,改善過去土法煉鋼,一面拆解一面拍照的作法。

「前人種樹 後人乘涼」

吳天勝回憶,30年前漢翔研發經國號戰機時還在用「藍圖」設計,但現在漢翔已經完全進展到「Model Base Definition」,也就是以數位化模型定義生產流程。不過隨著製造技術演進,漢翔後期雖然已完全採用數位平台設計,但早前在整個生產流程中,包括在設計、分析、製造到組裝等各階段仍由於介面不同,使得資料在轉換過程中無法快速銜接,迫使在使用資料前還得先轉換成相同語言。吳天勝說,整個生產過程如同接力賽,只能一棒傳一棒,「如此生產流程就可以想像的到為何經國號戰機需要耗費10年才能生產了!」

事實上,數位分身所強調的概念旨在搭建1個共通的數位平台,在相同的模擬環境中透過同一個數位分身串起整個產品生命週期。而吳天勝也特別強調其中的兩個關鍵,其一是在相同的平台上達到資料的共享,在資料的互通下可反覆修改與調適。其二則是資料的重複使用跟增效,舉例來說,製造與組裝階段可以延續前者設計與分析所完成的模型與資料,定義出最佳化的生產方式,將舊資料做新的加值,像是在NC程式中可結合AI規劃刀具路徑以優化加工程式。

吳天勝也巧妙利用「前人種樹、後人乘涼」來形容這段數位化的生產流程,他指出,雖然整個產品生產週期共分為數個階段,但因為有了共同的平台、相同的資料,在不同的生產階段下,後人可奠基於前人的模型與資料不斷加入新的設計與想法,讓整個資料經過不斷地加值後呈現出最佳化的效果。

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