均豪精密针对产线瓶颈优先推动智动化
- DIGITIMES企划
在面对信息消费革命、亚洲少子老年化及欧洲再次工业化的外在压力下,世界各国在提振工业转型及智能制造的政策与措施纷纷出笼,从美国的AMP计划、德国的工业4.0计划,到日本产业重振计划、韩国制造业创新3.0策略,国内大陆亦于2015年推出「国内制造2025」,强大红潮来袭,市场排挤效应与版图重整之势隐然浮现,工业大浪迫使台湾产业必须升级与优化。
均豪精密工业台中科学园区分公司副处长丁士哲表示,综观台湾产业发展,从资本密集、技术密集到创新密集,一路走来虽艰辛却很紮实,现在开始步入生产力4.0智能密集产业阶段,相信也能成功超越障碍。尤其电子生产制造设备,多属定制化程度极高的产品,面对最先进的高科技产业,已先一步跨进智能制造及智能服务的领域。
导入智能制造 裨益发展独特创新技术
细究智能制造的导入效益,首先在于可发展出自己的制造创新技术,譬如服务型的商业模式、智能自动化技术、产品高值化与差异化,以提升竞争力;其次增强或抢占定制化市场商机的实力;再者是在全球制造版图重新洗牌的过程中,迅速找出赖以突围致胜的利基点;最后则是快速回应消费端需求。
截至目前,放眼国际,已不难见到智能制造的成功案例。例如德国西门子Amberg智能工厂,在厂房面积、员工人数不变下,于1989~2014年的25年间,致使产能提高8倍,实现土地坪效、人均产值提升的工业4.0目标;日本Fanuc机器人智能工厂,凭藉机器人、物联网、大数据等技术运用,在2013年创造相当于新台币2,505万元的人均产值,为台积电的1.6倍、富士康的7.1倍,可谓成效斐然。
论及智能制造的规划重点,丁士哲指出,针对智能工厂的硬件构面,需以工艺流程的模块化及合理化、通讯协定标准化、设备信息化为基底,扎稳「单元自动化设备」根基,再循序发展「自动化物料搬运系统」、「智能工厂的管理」,终至促使生产资源被有效利用,制程可被弹性调度。
至于智能工厂的系统构面,则是环绕智能工厂主轴,接续建构界面系统、搬运系统、储存系统、自动化整合技术、电脑整合制造等重要环节,旨在取代制造过程中原有的部份劳动与脑力、让生产资源被有效利用,以及确保制程可被弹性调度,借此带动竞争力的提升。
若按工业1.0、2.0、3.0与4.0等不同阶段,分别诠释不同的进化目标,则依序是机械化、自动化、信息化与智能化。现今仍有若干制造业停留在自动化阶段,也就是透过智能机器人与自动化设备提高生产效率;再进一步是信息化,则透过机台设备联网,运用物联网技术进行生产流程线上管理;而工业4.0诉求的智能化,系藉助生产数据收集与分析,找出影响产品品质与设备效率的因素,进一步进行预测、优化或最佳控制,甚至还需做到虚实化,意即整合生产设备与管理系统,全面数码化生产流程,实现产品设计与生产在线模拟分析。
推动智动化 需同步考量制程布置与物料搬运
以均豪精密工业自身为例,系从实现界面标准化做起,循序推动工智智能化。首先让不同机台设备,透过半导体或面板惯用的E5/E30/E37、E40/E42、E87/E90等标准协定,与机台控制系统(TCS)对接;其次让无人搬运车(AGV),藉由E5、E37与E82等标准协定,串联自动化物料搬运系统(AMHS);接着让AGV与机台设备,彼此间可透过E84标准协定对话;最终由MES扮演上层系统整合枢纽,集中收纳生产现场所有信息。
丁士哲指出,根据均豪精密工业实际导入智能工厂的经验,可归纳出3项值得外界参考的建议。第一,不是每件事情都适合导入自动化:单调、危险性的工作可由机器执行,但人力并非全被机器取代,而是转往更有价值的工作岗位,肩负更重要的使命;第二,针对现有厂区,建议可以从瓶颈区域或是产线遇到的困难,开始导入智能制造;第三,举凡产品、流程设计、制程布置及物料搬运方法,乃是同步工程,必须通盘考量与实施。
他接着针对智能工厂内部另一重要环节-机器人,进行一番介绍。有关机器人之系统性解决方案,需涵盖关键零组件、系统整合、产业应用等三个层次结构,其中最底层的关键零组件,即是工业机器人加上搭载之选项,此选项可能是2/3D视觉系统、力觉系统或3D CAD/CAM;中间的系统整合层,系以智能自动化(为一个由信号传感、数据处理、智能决策、作动控制形成的循环)为基础,加上「设备之间可以相互沟通」、「设备与生产系统的沟通」等横纵向通讯管道,最终构成智能制造。
至于产业应用层,则含括弹性进料系统、弹性搬运系统、弹性组装系统,及机器人加工系统等不同情境。
针对导入工业机器人的建议,则包括了使用智能自动化技术来替代短缺的人力;导入自动化前,工艺流程及载具要考量到合理化及标准化;工业机器人搭载视觉、力觉或CAD/CAM等系统可以达到弹性生产的目的。
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