設計製造上雲端 工廠規劃更智慧

台灣歐特克技術經理黎煥治。

隨著創客(Maker)風潮的興起，製造的定義已經受到影響，台灣歐特克(AUTODESK)技術經理黎煥治指出，設計製造方式的改變，不但讓製造成本大幅下降，消費者的購買力也跟著提高，但在此同時，消費者的胃口也跟著提高，而且轉向個人化、定製化的趨勢發展，也因此帶動製造趨勢的改變。

黎煥治以美國一位青年因為受傷需要義肢的案例指出，傳統的義肢單價高達8萬美元，定期更換的成本更高，這位青年最後決定自行研發，最後的成品除了部分零件外，幾乎都是用3D列印製造，而且還可以用腦波控制，成本卻只需要500美元。

黎煥治指出，就連大陸為了設法要擺脫廉價大量製造的製造生態，改而朝向創意製造的趨勢發展，也開始掀起創客風潮，更可看出個人化小量生產已經成為發展趨勢，產品設計工具自然也應該要跟著有所變革。

黎煥治指出，因應智慧製造而生的設計工具，至少要包含能夠設計具創新性的產品的功能，同時能夠管理製造過程，如找到產線的問題，並利用物聯網(IoT)串聯使用等三大部分。

如AUTODESK基於雲端應用推出的產品開發Fusion 360，就是為了創客需求而設計，不僅提供包括軟體租賃、協同製造等創客需要的設計功能，還能夠結合虛擬實境(VR)技術，達到設計可視化的目標。

黎煥治也提出層積製造需要設計新思維，因為3D列印技術的出現，雖然可以製造出人力過去難以做到的設計，但許多創意用人力可能無法畫出來，需要靠電腦輔助設計，運算出最佳形體。Autodesk Within因此提出衍生式設計，可以設計出輕量化，又同時具有剛性及韌性，不會影響安全的艙門隔板，散熱器也可以達到流體力學的最佳化。

以Under Armour運動鞋為例，為了做出輕量化，而且還能保持彈性、韌性、強度的鞋底，就運用Autodesk Within來計算壓力等變數，以找到最佳化結構，也是第一款真的用3D列印量產的運動鞋產品。

前端的設計既然已經改變，製造階段也要跟著改變。黎煥治指出，智慧工廠應該要基於雲端來規劃。但智慧工廠的概念並不是無人工廠這麼簡單，就像無人機之所會熱門，其實是因為帶著某種智慧功能。

以自動化生產線中的設備排佈為例，這些設備排佈交錯，不易以2D方式呈現布局，但現實中仍有70%的業者會依賴2D布局方式來規畫產線。黎煥治指出，其實跟投入成本高，沒有適當工具有關。

黎煥治指出強調，2D的工廠設計，除了可能會因為不易呈現完整布局而忽略許多問題外，2D的傳統提案方式，也可能難以勝出對手，而且規劃與實作的落差，往往也會導致高設變成本。

為了突破傳統2D布局的瓶頸，黎煥治建議業者應該改以3D布局方式規畫產線。第一步是規劃廠房(牆、柱、門、窗、地板等)，第二步為積木式排佈設備、規劃產線，第三步則是建立數位工廠、進廠虛擬參觀，更容易理解產線布局。

至於智慧工廠規劃方面，黎煥治認為應該要掌握五個特點，首先是產線平衡分析及自動建模，找到製造過程的瓶頸、查找現有問題更快速；其次是積木式3D設備模型排佈，而且高度有變化時，模型還會自動銜接；第三點是人因工程模擬與作業研究，因為人員與機械手臂必須要能協同合作，如擺放位置是否合理、有無效率等，才能減少工安事故發生機率；第四點為逆向建構既有竣工產線，可以用雷射掃描，以點雲方式整合重現，進而新增設備及修改產線；第五點為擬真的作業過程渲染動畫，可以更清楚的掌握工廠動態。

黎煥治強調，工廠想要更為智慧化的應用，還需要管理工具，如Autodesk最近購併SeeControl，就提供管理平台，有助於蒐集分析新產品的數據，而且不需要程式開發人員，使用者就可以自行操作，有助於提升智慧工廠的管理效率。