善用新一代设备打造智能工厂

凌华科技 量测与自动化产品事业处经理 陈文吉

所谓生产制造，即是将原物料/半成品转换成终端产品的一套过程，若企业能够在此过程中，透过制造标准改善，提升工厂产品的年产量及产出效率，并持续降低能源、人力、设备等项目所需投入耗用的数量、大幅排除人为因素所产生的流程错误，同时减少因为原料短缺及库存管理不当所带来的种种问题，则必然有机会降低其整体生产成本，提升产品的品质、产量及售价，进而为企业创造合理的利润空间带来正向影响。

凌华科技量测与自动化产品事业处影像产品经理陈文吉表示，智能工厂由于可以协助企业依照工厂需求扩展和实时调整，以及进行生产原料消耗和设备维护的追踪，对上述事项的达成均有极大的帮助，也成为不少公司积极导入的主要原因。

目前的智能工厂系统多会应用于厂内的组装区、包装出货区、品管检验区及中央控制室等地点，企业在导入该系统之后，除了让设备可依照订单需求，实时调整其运转时间或24小时运作，员工数量也不会因为产线产量变化而呈现剧烈波动，从而可提高各项资源的使用效率与调整弹性，增加产品品质稳定度。

此外，透过共通的通信界面，人员还能透过连线的设备进行控制、监督与纪录，让生产所需的物料状况得以被随时追踪与处理。但陈文吉表示，这都得要依靠相关的自动化设备，如工具机、电子组装暨检测设备，与加工设备装置，以及在其后端进行平台整合的机器视觉、自动化运动控制与CIM电脑整合制造系统等技术予以支持，才能达到此一愿景及目标。

依据使用设备与布线架构的不同，自动化运动控制大致可分为集中式与分散式两大类，并各自有可产生不同的效益。以凌华的分散性自动化控制解决方案为例子，经实证结果，采用后的业者除了可节省30%的配线与组装成本、高达256轴运动控制能力，保证能于1ms内完成2,016点I/O实时性控制外，还能支持高速位置比对及100KH触发脉波输出，提供2,048点的路径表以实现连续运动。

至于集中式的自动化控制方式则由于具有高速、高精度多轴补间运动及高速触发的功能，根据应用在台湾某家PCB板光学检测设备的实例，不仅机台的运作效能获得提升，产品整体开发的时间和成本也可因而降低。

至于机器视觉解决方案，因具提高生产品质、降低制造成本、提升生产率等方面的优势，因此常搭配其他自动化生产设备一同采用。陈文吉表示，一般选项不外乎是由光学、I/O、通讯等元件所组成的智能摄影机；与设备整合的嵌入式平台，以及PC-based的影像平台这几类。

由于嵌入式平台影像处理、存储能力及扩充性均有限，智能摄影机需与多组机器视觉系统搭配，而PC-based影像平台则有多样化弹性选择，可根据不同应用项目提供适当影像分析工具，因此常成为企业的选择。不过陈文吉表示，企业也得面对需要较大空间的问题。对此凌华推出省配线、高运算、具小型强固外观设计的产品，以弥补之前方案的短处，并满足企业追求简单、方便、省成本的需求。

另一方面，CIM则将生产所需的各项功能整合在同一平台系统上，可明显减少存货成本、人事成本、工程设计成本，省略不必要的文书沟通作业，进而能缩短交货时间并提高产品的品质。陈文吉表示，现行有不少CIM都是由商规电脑充任，除了有体积较大、较占空间的缺点外，其MTBF值大约仅有60,000小时，并且只能在摄氏35~40度以下的工作环境运作，无论是在稳定度和运作成效上的表现均不佳。

陈文吉表示，改善方式是采用工业等及无风扇嵌入式电脑，由于其具有尺寸小、节省空间、易于与现有设备整合、MTBF最长可达190,000小时、支持摄氏-20~70度的宽温运作，并且能够承受50G的耐冲击及5G耐震动标准，比较适用在工厂生产作业环境中使用。

陈文吉预期，未来智能工厂系统设备发展趋势除了上述的平台整合需求外，在线材上将会要求更远的传输距离并使用更少的接线；通道数及控制轴数方面则会往多镜头同步取像、多轴同步运动控制与多点I/O实时控制的方向继续延伸；至于实时设备的控制及状况回覆功能，则需要有进行定时控制的能力。「这也是凌华在发展一次购足全方位解决方案时的目标。

陈文吉强调，该公司除将继续提供业者性价比高、具工业等级品质与可靠性、可结合机器视觉、运动控制、I/O模块及无风扇嵌入式电脑…等完整平台产品外，更提供各式SDK、范例程序与函式库，以协助业者自行开发程序。「最终的目标就是要成为企业可信赖的智能工厂合作夥伴。