迈向3D布局—创建数码化智能工厂

欧特克股份有限公司资深技术经理蔡进忠。

欧特克(Autodesk)股份有限公司资深技术经理蔡进忠先生，针对热门的智能工厂议题，分享解析如何「迈向3D布局—创建数码化智能工厂」。开场白时提及台湾寸土寸金，工厂的生产线都是层层叠叠的交错排布，因此以2D布局方式来表达产线规划并不容易。

根据市调及客户实地拜访，现实中业界仍有70%以上的产线仅用2D布局。业者不愿升级3D的主要原因有二：一是传统上认为大型产线以3D布局方式可能会非常慢且麻烦。二是资深的工厂规划人员担心3D布局不易学习，可能用不好。

今日的产业趋势，已朝向数码化构建规划产线。根据CIMdata在2009年的市场分析报告中指出，数码工厂已获高度认同，而且许多具前瞻性的企业已经开始投入。但是当时的数码工厂设计软件都非常复杂且昂贵，只有大型企业才负担得起。

有监于此，Autodesk在2010年推出平民化价位的工厂设计套件。这是一套以AutoCAD为基础的3D升级套件，让用户以2D布局无缝衔接3D工厂规划，轻松迈进数码化智能工厂。

2D布局遇瓶颈  3D布局可完善

传统的2D工厂设计，可能忽略许多空间问题。例如不易呈现产线中设备层层叠叠的规划，而且容易疏忽设备在空间上的交错。设计当时可能不觉得有问题，但在产线实际布建时，才发现设备间互相占位，导致施工上的困难。例如可能某些设备位置上有较低的天花板或管线占位，导致设备或管路必须移位变更设计。

提案时，除非客户或高层主管对工厂产线非常有经验，否则以2D传统的布局方式，不易清楚解说生产线的运作细节。此时，若竞争对手以更直观的3D方式提案，这样就让您的提案落于下风。而且2D布局不容易考虑到全方位，因此有可能导致规划与布建实作有落差，让您轻忽许多的隐形成本。

传统的2D布局方案需要较深的实作经验才能理解，不如3D布局的直觉性。通过Autodesk的数码工厂方案，只要3个步骤，让您的产线规划轻松迈向3D。首先同样以您惯用的2D布局方式来规划厂房的墙、柱、门、窗、地板等工厂建物。

接着以堆叠积木的方式来排布产在线所需的设备、生产动线。最后切入数码工厂模拟，让您走进产线进行虚拟参观。用户可以如同玩3D游戏一般来参观自己刚布局好的生产线。

透过上述3个步骤，可以用更直觉的方式构建、展现3D产线，让业主？主管？施工人员们都能清楚产线的整体规划，避免2D布局需要额外的说明沟通。传统的作法都是产线布建后实拍生产细节动画，但摄影机无法拍摄还不存在的产线。数码工厂能够以动画来呈现提案，在产线还没实际布建前就可以模拟出生产过程细节，更容易获得业主或客户的认同，进而顺利地争取到预算或订单。

3D布局真厉害  实作流程秀出来

为了更深入、有系统的介绍数码化智能工厂的功能，简报中以实际的影片播放来解释运用3D布局在实作流程上的每个环节。首先在产线前期规划时，可以2D方式进行产线平衡及物流动线分析。

此时可依产品(PQRST)规划所需工站、工序、工时创建制程，然后微调各工站的作业方式与工时，接着启动产线平衡分析模拟，然后找出并解决生产瓶颈。接下来实际在AutoCAD中排布所需的生产工站、找出最佳的物流动线及最低的运输成本。

接着进行二维布局，用户可将常用的产线模块建成范本以便套用加速布局。首先将场地清空，套用既有的产线范本或新建微调产线，用户可以在惯用的2D上完成产线排布，按下同步至3D，系统就会自动完成新产线的3D布局。

接着进入三维建模，用户可以如堆积木般以拖曳的方式排布3D设备，而且每个设备都具有自动贴附、延伸、自动参考对齐的功能。Autodesk的数码工厂可以支持直接导入Pro/E、UGNX、SWX所建的设备模型，而且每个设备都有标签可以连接物联网，通过点击标签也可连接至资产管理系统。如果用户只想修改既有的产线，可以透过雷射扫描？逆向建模来建立产线的点云模型，然后根据需求来新增设备或修改产线。

完成3D模型后即可建构有如身历其境的数码工厂，可以进行设备与产线间干涉检查，甚至能够以4D模拟产线建造时序，整合微软Project(3D+时间轴)来表达产线的布建过程。再来可透过拟真渲染动画呈现提案，以照片级的品质呈现产线的愿景。您也可以制作动画提案以微电影方式呈现数码工厂的运作实况，让提案更加分。

数码工厂还可以进一步结合热流模拟分析，来规划恒温工厂，或是利用烟雾迷漫分析，来规划安全逃生路线，以及通过日照模拟分析，以规划节能工厂。整体而言，欧特克的数码工厂解决方案，具备最平的投资成本、最佳的图资利用、最炫的动画提案、最优的安全节能等特色，有利于工业工程师？工厂规划顾问们规划建构出最佳的3D数码化智能工厂！