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工研院智机科中心找解法 协助业者效率迈向工业4.0

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工研院智能机械科技中心智能制造技术组组长罗佐良。

工研院产业经济与趋势研究中心(IEK),根据台湾制造业趋势预测模型(Current Quarterly Model;IEKCQM),预测2018台湾全年制造业总产值,上看新台币18.93兆元,成长率达3.49%。IEK认为制造业和四大制造业产能利用率,均可维持高水平,金属机电类2018产值为4.86兆元、年增2.18%;信息电子类因电子终端产品出货成长,产值来到6.47兆元,年增3.96%。

工研院智能机械科技中心智能制造技术组组长罗佐良,观察目前台湾制造产业的发展样态,他指出,台湾制造业类型面向广,发展路线再细分,从工业1.0~4.0,每阶段台湾有各自分布的位置。工业4.0主要是德国政府提出的高科技战略计划,将过去工业发展史划分为1.0的机械化、2.0电气化、3.0自动化、4.0智能化。过去几年台湾着重3.0的讨论,也就是诉求同样规格元件,大量、不间断生产;量少、品项种类多客制化,两种自动化需求为主。

迈向工业4.0智能化,台制造业面临两大挑战

罗佐良进一步解释,工业4.0的核心精精神,主要在软件集成,也就是在工厂制造过程,设备能做到虚实集成、可视化数据参数模拟,让制造环节可做到精准预测、性能效率提升,甚至达到人工智能优化流程,提高整体生产脚步及设备稼动率。然而,智能化过程,是一个阶段跨越下个阶段,加上投资报酬率评估,目前不是所有厂商「必要」及「需要」一步到位4.0。

然而,若从实质场域观察,已经在工业3.0阶段的厂商,要进一步迈向4.0,会遇到哪里些挑战?罗佐良分析,有两大因素可以观察。其一,老旧设备的通讯障碍,当硬件加装机器人、自动搬运车、自动仓储功能,要跨到4.0,就需要IoT化。也就是如何让设备信息在数码化环境,可以被搜集、整理、储存及分析。其二,各制造Domain Knowledge不同,即使是金属材料加工移除技术,自行车轮圈与手机零组件的加工技术、程序皆不同,一个是快速移除;另一要求镜面加工。在导入智能化过程,虚实集成应用对象不同,就需不同领域知识,这部分台湾业界SI厂商不多,因此知识经验转化到软件应用,跨界的知识障碍成为另一产业门槛。

工研院智机科中心  软硬件双管齐下协助业者转型

面对产业转型的需要,当时工业4.0概念一出来,工研院机械所就开始提供业界跨设备通讯平台:VMX平台。透过此平台,可针对日系、德系、国产控制器、传感器各种沟通语法,做到任何设备可相互通讯。透过自行开发的CPS系统,协助台业者开发相对便宜的感测装置,让设备IoT化更容易。软件部分,针对工具机、金属制造、运具、纺织、PCB,协助不同领域业者开发制造效率评估软件,并推出公版IoT平台,名为NIP(National IoT Platform),让各产业改装设备在共同通讯设备架构下,相关软件开发应用直接在NIP快速导入。

尔后,机械所再独立出工具机中心,接著更名为「智能机械科技中心」,也就是因应工业4.0,从开发通讯平台辅助功能,再转型提供软件、设计、应用三大面向。罗佐良进一步说明,在设计方面,智能机械科技中心开发新的拓朴设计方法,导入到计算机设计设备,排除人为惯性思维。应用部分,协助金属制造业者,如汽机车、航天、3C零组件、工具机,提升工厂设备的生产效率,让VMX平台延伸到组装业、制鞋设备、自动化设备产业等。

由此可看出,智能机械科技中心从过去通讯平台,慢慢朝软件化、应用化、制造服务化,生产信息管理包含ERP、MES,协助制造业者的工厂建立整体数码化架构,从单机智能化做到目前整线、整厂的转型。除此之外,去年VMX透过台中市政府捐给台湾30多所大学,目标在学界培养下一代学生使用此平台。智能机械科技中心提供种子师教育训练,协助学校设备改装,并提供实习机会,缩短产学之间落差,让新一代人力投入业界协助业者转型。未来工业4.0时代,罗佐良说,以前是一台机器单打独斗,未来将是集成各条产线,让工厂与工厂之间做到智能化合作。