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打造智能制造验证场 联手设备商及制造业者打造台湾品牌

  • 洪千惠
智能制造试营运场域内机器手臂自动夹取组件。

DIGITIMES企划

所谓的智能制造,也就是从自动化再进展到智能化,在制造过程,引进信息系统达到自感知、自决策、自执行的模式概念。因此在智能制造的领域,未来的具体样貌有四大特征,其一以智能工厂为载体;其二以关键制造环节的智能化为核心;其三以端到端数据流为基础;其四以网通互联为支撑。这就意味著,在生产过程或制造端,新一代信息技术与物联网、大数据、云计算、人工智能等有深度融合。

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智能制造试营运场域自动生产线。

智能制造试营运场域内部无人搬运车。

试营运场域花鼓生产线半成品。

不过要达到上述目标,台湾业界普遍认为,首先要先建立智能制造标准体系,也就是建立制造系统与系统之间可以相互沟通的「语言」,这就需要数码制造、核心工业软件的辅助。再加上网络化制造、敏捷制造的协作,才能具体对智能制造的发展有支撑作用。虽然各国都在努力推动制造智能化,但值得思考的是,各国要依据自己内部的产业生产型态,发展属于自己国家需求的工业4.0型态。

工研院智能机械科技中心智能制造技术组组长罗佐良举例,过去曾有制造业者邀请德国业者来台,希望从工厂第一线改良,直接导入工业4.0相关方案。而德国业者明白回应,由于每个国家制造型态不同,投入的生产资源各异,连带相关产品的规模、毛利、面对的客户、产品型态皆无法比较,因此无法用德国工业4.0的规模、型态完全复制到台湾。

罗佐良接著分析,台湾制造端希望迈向智能化,达到IoT化、数码化,大多面临的痛点,若想要改变型态,势必要评估若停下产线做新设备、新系统的导入,牺牲产能的机会成本,业者能否接受?知识、资金门槛成也是业者能否投资、转型的关键,包含机器人、传感器、自动化设备的投资成本大,若无法保证订单稳定状况下,者业造成业者不敢贸然投资。

二来,影响台湾制造是否愿意转型,另一重要因素是企业经营者的心态。想转型会面临很多抉择,包含具体ROI几年回收?国际情势变动下,订单是否稳定持久?然而,在整体产业发展路径,政府仍希望扭转台湾机械产业单机出口模式,提升为高附加价值的智能制造系统整厂、整线输出。所以在「智能机械产业推动方案」架构下,设定以航天、机械设备、金属运具、电子信息、能源、3C、食品、纺织及水五金/手工具等产业,导入智能机械与智能制造解决方案。

智能制造试营运,助机械业卖产品转型卖服务

然而,协助台湾制造机械转型智能化,还有位在台中的「智能制造试营运场域」,2017年9月正式挂牌启用。台中市政府与工研院共同打造,希望透过该试营运场域,提供台湾相关业者尝试制造优化与数据加值服务,打造工业4.0一条龙的示范点。针对其成立目的,罗佐良解释,智能制造试营运是前瞻基础建设计画其中项目之一,希望成为台湾制造升级转型的重要发展基地。

由于台湾高端制造业者,例如航天产业,长期采用国外品牌设备为主,导致台湾制造业者跟设备业者对接不上。如果台湾设备业者迈向4.0,可靠度、性能皆提升,价格又有竞争力,制造业者就更愿意采购台湾品牌设备,对两个产业都能提升。在此逻辑下,整厂整线皆是台湾设备,再辅佐国产软件协作,达到台湾版工业4.0示范线,呈现台湾设备、软件到应用解决方案的场域验证,让制造业者在此设测试再评估投资成本。除此之外,智能制造试营运场域内部,从软件、硬件提供模块化,协助业者开发如ERP、MES系统,变成整厂整线的方案。产线目标建置9种混线生产,包含航天、汽机车、自行车、工具机、零组件等。

去年9月至今,试营运已建好自行车元件花鼓线混线生产,透过试营运的验证,预计在台中扩大新厂,透过自动量测、加工、运料、供料集成,做到4.0生产捷径。具体细节有搭载国产的传感器、软件开放制造执行系统及分析模拟系统,提高生产效率预测、监控、安全、量测面向功能。这些系统集成后,以花鼓导入生产为示范,AGV(无轨自动搬运车)串接材料、刀具等运输、分类、出货,提高稼动率,让业者单件制造加工时间再缩短。

罗佐良指出,当硬件设备国内自主,软件依据企业规模开发,可望降低业者投资风险。他举另一案例,台湾刀库(CNC自动换刀系统)的龙头企业德大,营收规模在全球数一数二,东台、百德、亚崴、高锋与台中精机等工具机大厂都是它客户。德大投资刀库设备,转型迈向IoT化,不仅自己导入ERP,也让上下游导入同样的ERP系统,并做到单机智能化、供应链生产排程、跨场域资料可视化,因而让发包材料、零件进度快速掌控。

德大除了企业主愿意投资,更重要是他们做到智能化上下游制程集成,达到提升供应链效率、大幅缩短产品交期。其转型关键重新检视上下游代工状况、重新设计制造流程。从供应商排程、生产习惯、组装手法经过数码化精密计算,订出组装SOP,因而让产量有效增长,让营收从新台币千万成长到数十亿成绩。从德大的转型经验来看,若业者希望做小量测试,并希望透过分段模块化环节来优化生产流程,试营运场域即是适合的测试对象。

智能制造试营运场域希望成为验证台湾设备、软件的Total Solution。试营运场域建立示范场域的模块化服务,同时不限制只服务4.0阶段的业者。该场域希望成为服务团概念,从硬件到软件,让国内制造业者投资对台湾设备有信心。预计今年下半年,对接更多设备及制造业者,做展示、验证等相关服务。试营运场域也与国外领导厂商合作,包含达梭系统、西门子、三菱、Rockwell Automation,确定验证标准是符合国际水平,达到最终智能制造生态圈串联。