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善用智能制造验证场域力量 台湾制造业转型非难事

工研院智能机械科技中心组长罗佐良指出,台湾制造业者可善用智能制造技术验证场域的专业协助,让智能制造系统的建构更顺利。王明德

制造业一直是我国经济命脉,业者长年投入研发所累积的技术能量,让台湾在全球各制造领域占有一席之地,相较于其它国家业者,台湾传统制造业对先进设备的导入脚步偏慢,大多以优势的劳力成本作为市场竞争力。2011年德国宣布启动工业4.0政策,带动产业智能化趋势,由于此趋势已然成形,未随之转型者将有被边缘化之虞,不过对台商而言,智能化是全新概念,要顺利转型并不容易,对此工研院智能机械科技中心智能制造技术组组长罗佐良建议业者应该善用外部专业力量,经济部在台中科学园区所设立的「智能制造技术验证场域」,不但有先进且完善的软硬件平台,同时有专业辅导团队,协助台湾业者转型。

完善示范场域 助业者掌握智能制造样貌

台湾制造业长期以人力成本优势面对市场竞争,不过近年来劳动人口减少、劳动成本增加,过去的优势已然不再,在此同时,市场也逐渐转变,少量多样成为主流生产模式,在此态势下,多数业者已有转型意识,希望透过工艺优化、生产管理、软件开发等智能制造技术,强化企业体质,但由于智能制造涉及层面相当广,业者往往不知从何处着手,此外在成本考量方面,这类型新概念系统的投资效益如何评估?回收期要如何设定?对业者而言都是艰难议题,关于这些问题,罗佐良表示都可在「智能制造技术验证场域」获得解答。

罗佐良进一步介绍「智能制造技术验证场域」的任务与内部规划,他指出该场域从设备、软件、控制器到生产管理系统都采用国产设备,此外也积极与国外对接,邀请法国达梭(Dassault)、德国西门子(Siemens)、日本三菱电机(Mitsubishi Electric)、美国洛克威尔(Rockwell)、微软(Microsoft)等知名软硬件大厂进驻,在里面设立智能工厂的技术展示点、智能化示范产线、教育训练中心提供全方位的应用服务与人才培育解决方案。

受托管理、执行场域业务的工研院,还透过此一智能制造产线建立自行车、汽车、航天、水五金及精密机械零组件生产等应用案例,让台湾业者可以从中参考产业的运行机制,并复制生产模式,缩短智能化系统的上线时程。在专业辅导方面,工研院也建立团队,提供建厂规划、设备开发、自动化集成、打样生产、产线数字转型、生产管理系统导入、认证辅导、量测实验室等服务。

目前「智能制造技术验证场域」共分A、B、C、D四区,A区为智能制造信息中心,内建信息管理室,可呈现场域中的ERP、MES、APS、AGV状态、环境监控、设备状态、稼动率等信息,达到信息汇集、全域管制目标。B区为小型设备加工区,此区内建置由小型车床、铣床为主体的工作站,透过云端管理系统可串联CNC、工业机器人、输送机,并以AGV链接各工作站,进行物料传输,物料盘上的RFID识别功能,可自动更换夹具与加工程序,罗佐良表示,业者可在此区中了解短工艺周期的小零件批量加工作法。

C区为弹性制造系统(FMS),此区已自动仓储为主体,搭配排程系统,串接大型立式五轴、卧式四轴、卧室五轴等加工设备,进行全自动化生产。D区则是自动化量测系统,罗佐良指出,该区式工艺最终品管检验,AGV将生产线的成品送达后,结合工业机器人进行24小时自动化量测作业、生产履历刻印,其品管数据可以上传数据库,并且产出工艺准确度(Ca)、工艺精密度(Cp)、综合制程能力指数(Cpk)、常态分布等分析报表。

厘清自身需求 逐步打造智能产线

透过上述四大区块的产线示范,业者可完整掌握智能制造系统样貌,不过罗佐良强调,智能制造必须先打好基础,再视自身需求延伸出其它功能,而智能制造的第一步就是撷取机台数据并将之可视化,因此工研院推出智能机顶盒,并在其中建置VMX平台,VMX是由Virtual与多轴(Multi-Axis)、复合化(Multi-Task)、多机台(Multi-Machine)所组成,此平台是工研院开发的跨控制器通讯模块,可提供简化的工具机智能化软件开发环境,协助业者降低软件开发与维护成本。

第二步则是藉由数据强化制造能量。为与工业4.0相关技术接轨,VMX新增了OPCUA通讯与大数据储存界面,透过智能机顶盒中的VMX,业者可先行撷取机台数据,并与加工进给率优化、加工震动异常纪录、ERP、APS、MES等信息系统连结,藉此集成IT与OT系统,让机台数据可以储存累积并加以分析,从而制定最佳化生产策略,例如将产线排程与接单系统串连,并以快速换线系统完成少量多样生产,达到弹性制造愿景。

「智能制造技术验证场域」提供了台湾制造业者优化与创新数据加值服务的范例,并以实际的生产案例协助相关业者评估导入成本效益。而除了藉由此一场域,掌握智能制造建置要点外,罗佐良提醒业者,要让智能化系统的效益如期浮现,还需解决「人」的问题,根据他协助台湾厂商导入智能化系统的经验,多数业者的技术人员都因担心工作被取代,而出现排斥心态,因此他建议业者在导入前必须先进行企业内部沟通,让员工理解新系统的导入是为了提升工作效率,让既有员工发挥更高价值,如此方能上下齐心,推动企业转型。

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