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人机作业生产条件日益复杂 达梭:虚拟产线将非常有价值

  • 廖家宜
事前针对生产线进行数码模拟可降低实际投产时的误差。福特六和

制造业掀起虚拟工厂的做法,主要是透过计算机系统和网络技术完整模拟现实制造环境,目的在于可在模拟过程中不断进行调整和优化,以减少实际物理调整的时间。达梭系统表示,大至整座工厂,小至单一产品都可以进行不同程度上的数码模拟,尤其在未来机器人需求持续升温的市场发展下,虚拟产线也将变得非常有价值。

达梭系统工具机行业大中华区销售总监司现锋表示,藉由数码模拟制造环境可以分为3个不同层次,包括从整厂角度建立一座虚拟工厂、针对工厂内某一条生产线建立虚拟产线,以及生产在线的单一生产设备,例如机器人或自动化设备等,不同的层级都可以做到不同程度的数码模拟,带来制造质量的优化并发展出各种功能的应用。

司现锋进一步表示,若从整厂角度来看比较偏向于工厂本身的数码化,这就包括了厂房内物流运输系统的调度与管理。至于生产在线的模拟,则是针对产品制造过程的模拟,好比以汽车工业来说,聚焦四大制程包括冲压、焊接、喷涂、组装等主要生产流程,而最细微的模拟则是针对产品本身制造讯息的数码化。

从产品面、制程面,以及工厂面等3个维度的建立就会形成一个完整的虚拟工厂,而业者便可以针对各种需求包括优化产品质量、提升产能、增加生产效率、增加设备利用率或降低运营成本等开展出各种解决方案与应用。

而在客制化制造的需求发展下,顾及投资报酬率的考量,如今达到混线生产是最理想的生产状态,但是在混线生产要求下,制造业者又必须同时巩固产能要求、生产节拍、人员分工、物料进出之间的协调与管理,在复杂的生产条件下,司现锋则是认为透过虚拟产线的建置可以同时解决这些复杂问题。

另一个现况则是机器人生产线所带来的挑战。2017年全球新装置的机器人数量达到38.7万台,持续创年度新高,机器人成为制造业的核心载体,未来取代人力作业的可能性不断被放大,然而机器人之间也存在协同作业的需求,例如单一工站上可能同时需要5台甚至更多的机器手臂分工作业。

司现锋以鸿海富士康的百万机器人大军举例,可想而知,若全自动化工厂成真,当上百万台机器手臂同时进驻工厂内部,却没有一套数码模拟平台去模拟每一台机器手臂的作业过程以确保其运行效能,以及模拟每条产在线各机器手臂协同作业流程的话,届时在现场恐怕会面临大量调试跟试错的过程,而这个成本将非常昂贵且周期冗长,在一体化环境下,执行机器人产线的模拟仿真将变得非常有价值。

除了无人工厂的可行性所带来的需求,现阶段制造型态也带来大量人机协作的应用,对于此种制造型态,数码模拟的重要性也是如此,不论是机器与机器间的协同作业,或是机器与人的协同作业,甚至进阶到机器手臂与人进行第一道协同作业、机器手臂与自动化设备如物流系统进行第二道协同作业等,这些作业流程的复杂度都相当高,在制造现场进行调试并不划算。

司现锋认为,建立虚拟工厂可带来众多价值,包括针对生产设备的模拟进行最佳化使用,以减少设备冗余的投资,针对生产在线的调试一来可以降低投产前的准备周期,而来可以消除生产在线的瓶颈,提高生产效率增加产量,让制造业者在有限的资源预算下发挥出最高的生产价值。