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【智能制造专辑】结合AI、数码双胞创新应用,「工业之母」拚智能化翻身

弹性生产290种上市车款 光阳机车智能产线换线仅需2分钟

东台精机与光阳工业合作打造全台首条机车关键零组件智能生产线。廖家宜

机车是台湾民众生活中不可或缺的交通必需品,台湾最大的机车制造商光阳工业(KIMCO)在1990年至2008年所生产的豪迈125,是光阳首部销售量破百万的车款,堪称全台湾最多人骑过的机车。但随著个人化需求大增,民众对于机车的选择性也越来越多,对于已55岁的光阳工业来说,迎接下个50年的挑战正是如何在少量多样、客制化的生产需求下,仍维持高度的制造竞争力。

个人化需求时代来临 机车产业也面临少量多样挑战

在个人化需求还未浮现年代,以光阳热销的豪迈车款来说,过去单一车款1个月可生产2万台以上,然消费者导向的时代来临,光阳推出的机车款项也越来越多,目前光阳的车款已超过290种,单一车款月产量也从数万台变成数千台。光阳工业协理郭力源表示,即便是畅销车款,如今月产量也不过5,000台左右,特殊车款或重机的稀有更是不在话下,月产量甚至仅有数十或数百台。

当车款种类与生产量成反比,光阳工业也从最初自动化专线生产模式转以批量混线模式来生产这数百种车款,然根据光阳的说法,此种生产模式往往导致换线间隔时间过长,反让生产效率大打折扣。为此,光阳工业与东台精机在去年启动的「机车关键零组件智能生产线」计画,便是希望藉由新智能产线的建置,为未来制造挑战提前备战。据悉,这项历时2年半的计画将于明年3月验收完毕,预计明年光阳便会开始将产线实际导入到工厂中。

光阳方面表示,此次在这项计划中主要将以机车引擎箱盖做为示范产线。目前光阳的生产线约有3、40条,而未来也计画采取局部升级或汰换的模式,将厂内生产线以1年2条的速度逐步更新。

回到这项计划来看,事实上该计划的最终目的是打造1条弹性制造生产线。过去在光阳的生产模式下,1个零件必须换3条产线生产,然而,在CNC工具机、机器手臂、输送台车等各种自动化生产设备组成的全自动化多工协作下,新产线的导入仅用1条产线就可以生产6种零件,现场的作业员也从过去12人锐减至3人。而目前测试的结果也让光阳非常满意,不仅提升30%的生产效率,整体设备效率(OEE)也提升20%,而过去让光阳苦恼的换线间隔时间过长的问题,更从原先需耗时3、4个小时,大幅缩减至2分钟。

以虚实集成做为核心精神

究竟在这项计划中,主导厂商东台精机与光阳工业是如何做到弹性生产?东台精机经理曾文鹏说,其实关键就在于虚实集成。谈到此次与光阳机车的合作,曾文鹏以「1、3、5」概括整个计划。「1」是指以「虚实集成」做为计划的核心精神;「3」则是从3大面向集成,包括由光阳工业负责供应链与客户关系的水平集成,东台精机则负责贯穿整个制造流程,包括从上到下ERP、MES到SCADA系统的垂直集成。另外,还有产品生命周期的集成,则是包括从产品设计、制造到维护等阶段。而「5」则代表5个发展进程,从基础联网化、可视化、透明化后,未来再朝向预测化与自优化循序渐进的发展。

在东台精机负责的项目里,曾文鹏特别强调虚实集成的重要性。东台精机此次从单机智能化、整线智能化切入,从单机到整线的规划建置中,都离不开CPS集成的概念。象是在单机智能化部分,这条产在线基本每一台机器本机上都有数十个传感器,加上周边超过50个传感器取得生产资料后,将建立各种模型,例如与工具机加工精度产生重要关联的温升热补偿模型,并将模型信息进一步集成至东台精机的智能制造平台,进而建构出虚拟单机。

而虚拟单机的建立也进而串起虚拟整线的建置。虚实集成最大的特色,就是允许其在虚拟产在线进行包括布局、物流、产能与生产节拍的验证,经过程序模拟后视其成果不断在虚拟产在线反复调试直至最佳化,最终在移转到实际产在线同步运行,也就是说,在实际产线尚未启动前,透过虚拟产线就能先行预测实际运行情形,而这也是工业4.0的最终理想。

此次由东台精机与光阳工业合作打造的机车关键零组件智能生产线,是全台首条针对机车零件生产所设计的智能产线,除了东台精机为主导厂商之外,CPS系统的开发则是与西门子软件共同合作,而光阳工业则是提供产业端的需求对应。该计画的内容主要涵盖智能生产线的规划、智能管理系统、供应链集成服务开发、软件开发与制程优化等项目,分别由各家业者带领。而曾文鹏亦表示,未来这条智能生产线事实上不仅能应用在机车产业,包括汽车、航天、3C等产业都能受惠,只要产业端有零件加工需求,都能够派上用场。

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