提升企业竞争力 创造产业新价值的智能工厂
- 杨乃仁
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环顾整个机械产业的发展历程，最早期是让人去照顾机台，后来虽透过大量标准化及自动化，可以透过程序控制加工生产，但仍然需要人工监视机台，制程信息更需要透过人工抄写，内容也不够完整，直到平台、软件、硬件及机台的完整结合，渐渐发展出智能工厂的概念，才让机械产业从单纯的制造业，成为服务型的创新产业。
智能工厂之所以会蔚为风潮，原因包括原物料价格飞涨，但电子产品的价格却因为竞争激烈，价格未跟着上扬，厂商必须设法吸纳原物料上涨所造成的成本负担，加上少子化等社会因素的影响，让优秀的人力素质十分缺乏，如何让工厂变得更有智能，不但能够降低成本，同时能够提升效能，便成为当务之急。
此外，在节能、减废、减碳，已经成为当前重要趋势的今天，许多工厂设备，包括冷却水塔、锅炉环及水处理系统，不只是要达到环保的要求，更需要透过蒐集重要信息，进而用更先进的方式处理，不但可以兼顾能源安全、经济发展与环境保护，更能成为提升企业竞争力，竞逐全球市场的重要新武器。
智能工厂 与电脑整合制造息息相关
「智能工厂」的概念虽然众说纷纭，但其实与电脑整合制造(CIM)脱不了关系，但想要建立CIM，绝对不是买1个软件系统到厂内安装而已，而是要善用电脑累积知识的能力，让设备提供正确的信息及回馈，不但可以掌握产品何时完成，还可以提供更进一步的客户服务，如提供从订单开始到产品制造完成入库为止的生产信息，遇到异常状况的反应也可以更加迅速，促进更有效的工厂运转与生产。
信息系统在CIM架构中，也扮演着相当重要的角色。如果有1个好的信息系统，就像老板可以在全球各地对员工发E-mail一样，生产线可以随时告知MES应该处理的信息。如液晶面板厂为了避免机台因为闲置而造成问题，区域控制层就可以做到设备与设备之间的协调，让制造流程最佳化。
但要让生产信息做到透明化、实时化及永续化，不仅要掌握每个机台本身的信息，更要设法让远近端的平台能够相互沟通。因此如何让工厂目前已有的各种管理系统，包括工安环保、生产管理、品质管理、保养管理及制程管理等信息能够相互整合，让高端主管每天可以了解生产线状况，掌握未来改善的方向，也成为发展智能工厂最主要的挑战之一。
自动化沟通成为重要关键
值得注意的是，信息的整合连结不能让人工去做，而是要做到自动化，才能实时掌握重要信息，将蒐集信息的时间降至最低，进而增加分析及解决问题的时间。换句话说，机台间能否做到自动化沟通(M2M)，便成为打造智能工厂的重要关键。
但尽管科技不断进步，许多工厂现场管理的各种状况，仍然无法用模拟方式事先掌握应对方式，但考虑到效率及安全性，工厂也必须减少在现场实际处理的人力，因此线上遥控也成为智能工厂不可或缺的管理技术。
如工厂为了提高产能，厂区面积愈来愈大，甚至大到超过1公里的距离，就需要很多人在厂区穿梭，如果没有线上遥控，就会花许多时间在移动上，不但浪费时间，而且还可能错失第一反应的时间。此外，许多科技产业为了保护智能财产，厂区进出管制的复杂度，已经不亚于入出境控管，不但花费不少时间，也提高营运成本；而在安全控管方面，工厂如果出现毒气外泄，人力要尽快撤出，后续的救灾就得靠线上遥控，才能处理厂区问题，让损失降至最低。
制造业面对全球化的激烈竞争，即使选择到制造成本相对低廉的国家设厂，早晚还是要面临外移的处境，而且面对愈来愈短的产品生命周期，业者更需要不一样的决策方式，才能有效反应市场需求，若能将动态调整与资源运筹的能力加入到制造系统中，就可协助决策者系统性的分析并实时将数据所萃取的智能，转化为可执行的数码化与科学化的决策。
但以与制造智能息息相关的数据挖矿为例，虽然目前已可做到深入发掘各种制造信息，由于制造程序复杂、影响变量众多，往往无法从收集的庞大数据中，迅速有效地挖掘或归纳其中有意义的样式或规则，更遑论提供实时决策的依据。因此，数据采矿要产生效益，人力资源将扮演重要的关键，也成为智能工厂发展的主要挑战之一。
因应环境变迁 建置智能工厂
值得注意的是，智能工厂的趋势，应该要用更人性化的角度来探讨，关键不是要取代人工作业，而是要因应环境变迁。智能工厂所节省的人力，不见得需要裁撤，而是可以转移到新厂，发挥即战力，或是将更多的时间，投入到更有价值的工作上，如改善制程等，包括规划、制程及故障排除的时间都可缩短，进而降低不良品率，才将提升产线产能，缩短产品上市时间。
智能工厂的趋势，也正是台湾机械产业的机会，因为台湾拥有最多的信息电子制造信息，因此台湾相当适合作制造云，透过导入M2M的概念，机械产业势必会发展出新的营运模式，尤其是工具机厂更应加强主动式服务管道与加工厂智能化管理能力，才能创造出服务型的工具机产业。
