设计制造上云端 工厂规划更智能

台湾欧特克技术经理黎焕治。

随着创客(Maker)风潮的兴起，制造的定义已经受到影响，台湾欧特克(AUTODESK)技术经理黎焕治指出，设计制造方式的改变，不但让制造成本大幅下降，消费者的购买力也跟着提高，但在此同时，消费者的胃口也跟着提高，而且转向个人化、定制化的趋势发展，也因此带动制造趋势的改变。

黎焕治以美国一位青年因为受伤需要假肢的案例指出，传统的假肢单价高达8万美元，定期更换的成本更高，这位青年最后决定自行研发，最后的成品除了部分零件外，几乎都是用3D打印制造，而且还可以用脑波控制，成本却只需要500美元。

黎焕治指出，就连大陆为了设法要摆脱廉价大量制造的制造生态，改而朝向创意制造的趋势发展，也开始掀起创客风潮，更可看出个人化小量生产已经成为发展趋势，产品设计工具自然也应该要跟着有所变革。

黎焕治指出，因应智能制造而生的设计工具，至少要包含能够设计具创新性的产品的功能，同时能够管理制造过程，如找到产线的问题，并利用物联网(IoT)串联使用等三大部分。

如AUTODESK基于云端应用推出的产品开发Fusion 360，就是为了创客需求而设计，不仅提供包括软件租赁、协同制造等创客需要的设计功能，还能够结合虚拟实境(VR)技术，达到设计可视化的目标。

黎焕治也提出层积制造需要设计新思维，因为3D打印技术的出现，虽然可以制造出人力过去难以做到的设计，但许多创意用人力可能无法画出来，需要靠电脑辅助设计，运算出最佳形体。Autodesk Within因此提出衍生式设计，可以设计出轻量化，又同时具有刚性及韧性，不会影响安全的舱门隔板，散热器也可以达到流体力学的最佳化。

以Under ARMour运动鞋为例，为了做出轻量化，而且还能保持弹性、韧性、强度的鞋底，就运用Autodesk Within来计算压力等变量，以找到最佳化结构，也是第一款真的用3D打印量产的运动鞋产品。

前端的设计既然已经改变，制造阶段也要跟着改变。黎焕治指出，智能工厂应该要基于云端来规划。但智能工厂的概念并不是无人工厂这麽简单，就像无人机之所会热门，其实是因为带着某种智能功能。

以自动化生产线中的设备排布为例，这些设备排布交错，不易以2D方式呈现布局，但现实中仍有70%的业者会依赖2D布局方式来规划产线。黎焕治指出，其实跟投入成本高，没有适当工具有关。

黎焕治指出强调，2D的工厂设计，除了可能会因为不易呈现完整布局而忽略许多问题外，2D的传统提案方式，也可能难以胜出对手，而且规划与实作的落差，往往也会导致高设变成本。

为了突破传统2D布局的瓶颈，黎焕治建议业者应该改以3D布局方式规划产线。第一步是规划厂房(墙、柱、门、窗、地板等)，第二步为积木式排布设备、规划产线，第三步则是建立数码工厂、进厂虚拟参观，更容易理解产线布局。

至于智能工厂规划方面，黎焕治认为应该要掌握五个特点，首先是产线平衡分析及自动建模，找到制造过程的瓶颈、查找现有问题更快速；其次是积木式3D设备模型排布，而且高度有变化时，模型还会自动衔接；第三点是人因工程模拟与作业研究，因为人员与机械手臂必须要能协同合作，如摆放位置是否合理、有无效率等，才能减少工安事故发生机率；第四点为逆向建构既有竣工产线，可以用雷射扫描，以点云方式整合重现，进而新增设备及修改产线；第五点为拟真的作业过程渲染动画，可以更清楚的掌握工厂动态。

黎焕治强调，工厂想要更为智能化的应用，还需要管理工具，如Autodesk最近购并SeeControl，就提供管理平台，有助于蒐集分析新产品的数据，而且不需要程序开发人员，使用者就可以自行操作，有助于提升智能工厂的管理效率。