创新实例：菜瓜布弹性自动化生产

当开发国内家的劳力不再廉价，当欧巴马力促美国制造业重建回流，这场全球制造业的竞争淘汰赛中，「物美价廉」只是基本门槛。进一步引发的是全面的智能自动化升级与工业机器手臂的导入。同样一个产品，你能生产，我也能生产，但谁能生产得又快、又好、又省、又聪明、又安全，谁才是最后真正的赢家。

在台湾，这股升级需求从自动化程度较高的汽车制造业向一般民生工业延烧。过往以来，由于民生工业的制成品相较于汽车工业而言，体积小、种类繁多、制程较为简单，因此人工比例较高。但随着大环境的竞争压力加剧，且从事单一作业的操作人员招募不易之下，为提升整体生产力与因应少量多样的生产需求，厂商纷纷思索如何在既有厂房进行最小变动，以导入自动化解决方案。

2013年年初的某日午后，在北部一知名菜瓜布制造厂厂区内，ABB技术代表与该厂专案工程团队正热烈讨论着如何克服于菜瓜布的前端制程——预开棉，导入工业机器手臂的种种挑战，藉以节省人力并促成全线自动化。在既有的制程中，由人工负责不间断地从一米立方的真空包装不织布纤维块中，抓取出适量的不织布纤维，投入储料槽，以进入下一段的「梳棉」程序，随后历经高温烘乾、喷砂等制程，最后完成民生用或工业用菜瓜布。一天八小时的工作时间，操作人员不停地在两个储料槽间重复弯腰抓取、起身置放作业。姑且不论工作内容的单调性，引发职业伤害的风险极高。此外不同纤维原料的物理特性不同，粗细迥异且软硬不一，人工抓取纤维团时，常有难以定量的状况发生。

在产线不迁动的前提条件下，现地的有限空间是第一挑战。其次，由于该产线担负七至十种菜瓜布生产的重责大任，因应不同订单需求，需实时弹性生产由不同纤维原料制成的民生用或工业用菜瓜布。面对物理特性大不相同的不织布纤维原料，机器手臂的夹具设计是第二大挑战。当现场操作人员在变换纤维原料时，机器手臂需能抓取固定量的纤维且夹具不卡料，无混料之虞。

历经多次讨论与测试，ABB提出一个结合机器手臂与横移架的弹性制造单元规划，用以取代原本的人工取放料作业。透过横移架设计，让机器手臂可快速灵活地在两个储料槽间移动，且无需增原工作站的占地面积；加装传感器可自动感应储料槽内的纤维量，让机器手臂在执行取放料时能实时因应。此外，选择运动半径达165厘米的IRB2600，采悬挂式安装，不仅节省空间更让机器手臂可灵活施展。在一天三班制的运作下，该自动化方案的投资于两年内即可回收还本。在生产力提高的同时，亦能降低职业伤害与公安事件的发生机率，操作人员得以扩大其工作范畴，从事更高端的作业活动，将有助于人员招募。

制造业升级面临的智能自动化需求，已非技术成熟度的问题，而是实际导入时的制程创新与应用创新。业界需要的是更多的想像力与try & error的勇气，毕竟扮演当中要角的工业机器手臂就如同人的双手一般，充满无限可能，可预见的是更多的创新应用将如雨后春笋般于各界萌生。(本图文由ABB刘文绮提供，陈毅斌整理)