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主动把关生产质量 机械业者纷自主开发「智能黑盒子」

永进机械透过「i-Cube」搜集机台数据后,再经由iPros MX操作接口掌握实时加工状态,如主轴的诊断。廖家宜

机械设备业者近年投入自主开发软硬件集成方案的趋势越渐明显,正试图将传统工具机透过如人工智能、大数据、物联网技术等的加值,让机械设备不仅只是被动生产,而是成为能够具备自主感知能力的智能机械,反向主动替制造业者把关生产质量,这也驱使设备业者过去单纯以销售产品为主的营运模式,不约而同走向制造结合服务业的发展型态。

以工具机产业为例,工具机的应用范围涵盖不同领域的机械制造,包括航天与汽机车零件、3C电子产品、医疗器械以及能源用途等,是制造业不可或缺的生产设备。虽然传统工具机的控制器具有稳定、可靠度佳的优势,但是其资料处理能力自然不如工业计算机,且缺乏弹性与开放性。

因此在未来如少量多样客制化、弹性生产,甚至无人化的新生产模式下,机械设备业者现阶段也不约而同自主开发具有进阶功能的智能盒,用以辅助加工作业流程。简言之,该智能盒可以将其视作一工具机的「黑盒子」,制造业者甚至不需要只能凭借工厂经验进行人为操作,透过设备端的数据收集,经由黑盒子的演算与分析后,可协助在加工流程进行优化。

不同规模的机械设备业者做法也不尽相同,包括部分制造业者会一同采取市场现成的智能盒,如工业局为辅导中小企业所推出的SMB,而如台中精机、永进机械等工具机大厂,则是自主开发智能盒,除了硬件布建之外,也一并开发软件平台,打造软硬集成的应用服务。

台中精机今年在甫落幕的2019台北国际工具机展中,便正式推出旗下结合人工智能与工业物联网平台V-AIIoT。其中在设备端推出的智能机械盒VSB(Victor Smart Box),可在现场收集与分析来自布建于工具机上的各种物理传感器数据,进行实时状态监控,并回馈设备端进行加工性能校正。台中精机工具机营销服务处协理胡鸿霖比喻,在机台布建传感器,就好比人的身体透过传感器实时追踪血糖、血压等生理信息,在达到警戒以前先采取措施预防加工质量的恶化。

而机械设备业者近年来也积极打破缺乏软件开发的陈旧印象,在自主平台中开发各种软件应用服务,以满足终端用户在生产端的管理需求,例如刀具寿命管理、主轴震动监控、主轴热温升补偿以及机台预知维护保养等,现已是各家机械设备业者不可或缺的基本智能功能。特别是这次台中精机在V-AIIo也加强导入AI分析,推出AI惯量与摩擦预测、AI循圆背隙补偿以及AI主轴热变位补偿等,主要目的在于让工具机得以发挥最佳的加工效能。

而另一工具机大厂永进机械自主开发的智能生产管理系统i-Direct平台不仅在2019TIMTOS展出,在近几次展会上的曝光度也颇高。从智能设备、智能自动化、智能生产管理等3层面,将整机、整线到整厂透过软硬件集成方案实行智能化的管理。

其中在设备端,与VSB具有相似功能,被称作黑盒子的「i-Cube」可撷取设备端安装的感测数据如温湿度、振动、电流等,用以辅助工具机零组件的预测性维护、异常警报,并藉由加工流程下所产生的各项信息,如主轴振动、切削震颤等数据达到机台的自我校正。而在整厂方面,最终则是透过i-Direct生产管理系统串连来自厂内的各种生产设备,并集成不同控制器架构,藉由机联网将整厂管理透明化。

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