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以产品零缺陷落实工业4.1 成大智能制造研究中心兼具效能与质量

成功大学智能制造研究中心主任郑芳田。

德国政府在2011年宣布推动工业4.0政策,带动了全球一波智能制造浪潮,不过成功大学智能制造研究中心主任郑芳田指出,工业4.0侧重生产力,却忽略产品质量的重要性,因此他提出工业4.1概念,希望透过OT与IT所集成的各种功能,让产品接近零缺陷境界,在「实现工业4.1的智能工厂自动化系统」演讲中,他就为现场来宾介绍此概念。

郑芳田进一步表示,工业4.0诉求的高生产力,若质量控管能力不佳,对制造业者来说并不具经济实惠,因此他所倡导的工业4.1,其目标是做到在线全检,先让产出的产品零缺陷,再谈如何提高生产力。郑芳田的工业4.1,已于2016年初在IEEE国际期刊发表,并让智能制造研究中心与中华电信、先知科技、智能服务合组「智能制造方案战略联盟」,推动智能工厂自动化(iFA)解决方案。

iFA的功能多元,包括物联网与边缘运算(CPA)、云端运算平台(AMCoT)、资安监控、机台管理(EMS)、产品全检(AVM)、机台寿命预测(IPM)、刀具监测(TLM)、良率分析(IYM)...等,透过这些功能,业者可掌握工厂稼动率并监控设备总合效率,完成所有在制品与最后产品的全检,建构资安防护与监控系统、监控刀具实时状态并找出最佳更换刀具时间点。

iFA已开始协助台湾制造业实现工业4.1愿景。郑芳田指出,制造业者在布局进程中,可先设定两个目标,首先是以智能全检的方式先完成交货产品零缺陷,之后再透过大数据分析持续改善,让所有生产产品也能接近零缺陷。iFA目前已用于科技制造业与传统制造业,科技业具指标性业者为半导体封装大厂日月光,至于传统制造业,则有汽车零组件制造、吹瓶机制造、碳纤、航天...等产业。

这些产业会视本身需求,选择合适的iFA功能,例如日月光的凸块制程中,就利用iFA的AVM系统建构全自动虚拟量测产品全检系统。透过AVM,日月光在凸块制程中可以做到产线全检,减少过去抽测方式可能造成的不良品混杂问题,同时此套作法也以近乎零等待的方式,减少机台停机待机的时间,让产线可以维持优化的稼动率。

除了全自动虚拟量测(AVM)外,智能型预测保养(IPM)与智能型良率管理(IYM)也是制造业的共通选择功能,IPM可协助制造业完成关键零组件的异常侦测,并预测其剩余寿命,提升机台的妥善率并避免无预警停机。IYM则可透过算法,快速找出产线中影响良率的环节,针对原因持续改善,以提升良率,达到生产产品接近零缺陷的目标。

郑芳田最后指出,产品质量是产线的第一要务,唯有良好的质量,高产能才有其意义,智能化产线全检不但可以检视产品质量使其接近零缺陷,产线也可藉此让制程更精准、材料成本再次降低。工业4.1就是透过OT与IT集成研发的各项功能,协助制造业者达到此一愿景,藉此强化产业竞争力,落实智能制造愿景。

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