善用产线智能化升级 因应新生产需求

自动化与智能工厂论坛现场学员互动踊跃。

制造工序智能化，不仅可让制程执行更加精确，同时也确立工厂自动化的新模式，持续朝「智能工厂」前进，而智能工厂透过整合平台、软件？硬件结合智能化趋势，让制造系统整合更加完整，工厂得以因智能化精确控管料件、制程与终端成品，达到提升生产效能、降低制造成本目的…

最近几年，网际网络持续发达，连带使得市场与消费者的需求产生剧烈改变，不仅产品的生命周期越来越短、产品的样态也朝向多元与多变方向发展，不仅制造业须面对更激烈的市场竞争，生产端的工厂，还须面对单批产量日趋减少的生产模式、更不稳定的订单需求，而逐步成为常态的少量、多样生产模式，也将导致生产过程掌控变得更加复杂，导致生产良率、原料备货、库存压力等都形成新的生产瓶颈，制造业找寻可提升竞争力与生产力的方案，已成为制造方积极关切的重要议题。

少量、多样生产需求  增加产线自动化整合难度

基本上「智能工厂」，符合新型态少量多样、单批产量降低的业界需求，也是目前最佳的生产解决方案，而智能工厂也提出几个深入整合的方向供业界参考，例如，透过掌握生产、销售流程，使用新颖的工具来提升生产程序的可控制性、同时持续减少产线的人力介入、提升自动化生产的整合权重，实际操作时搭配符合现实的生产计划、生产进度，以提升制造商的生产力、竞争力。

但若仔细检视工厂制造之发展历程，早期由操作者就近观察、操作生产机具，在自动化生产的概念导入产线规划后，虽然生产线可以搭配建置标准化规则与处理流程，再利用可程序化的工控系统达到自动化加工生产，但现实的状况仍需保留操作者来监看生产机具运行状态，而制程中产生的关键信息仍需由操作者进行人工抄录，尤其是关键的生产统计信息在内容更新频次与数据准确度也不见得完整。

软件、硬件与生产机具结合整合平台  构筑智能工厂基础

在智能工厂的发展历程中，直到软件、硬件、生产机具与整合平台持续发展下，与传感系统、网际网络通讯技术的突飞猛进，渐渐形成完整的智能工厂雏形，也让智能制造系统更加强大，甚至搭配可跨越地域限制之线上控制技术方案，都是智能工厂的技术展现，亦得以让原有的制造业持续转型至服务型的创新生产产业型态。

虽然以现有的资？通讯技术，想做到全制程完全智能化并非难事，这若在以前(1970年代之前)盛行的专用制造系统，以强调快速、高效率生产单一商品的模式来说，产品生命周期长、产品样态单纯，则可透过自动化将产线生产效能提升，但前述也提及，目前的产品样态多元，同时产品的生命周期变短，加上单批量的产量锐减、生产复杂度提升，反而更需要智能化生产方式来辅助新的制造生产需求。

制造溶入人工智能技术  让生产流程更适应多变生产需求

简单地说，智能制造的目标在于，将人工智能技术方案融入制造过程相关程序之中，而生产系统可直接自动监测产线运作、自动调度调整、自动组织建构，甚至还可达到于制程当中整合设计、制造加工、生产控制及制造管理过程，以智能工厂适应新的生产需求。

智能制造大致可以归纳几个特徵，首先，制造系统必须具备自主能力，即可在生产过程中进行产线前后端的生产信息，同时藉由蒐集的实时信息作为生产流程分析判断与处理，另一重点在数据可视性的技术整合，也就是说将结合信号整合处理、系统预测判断、多媒体整合技术，将设计与制造过程更紧密整合，而生产线系统可以针对工作任务自行重新组构成生产所需架构，智能生产的系统也必须具备自行维护、自行学习机制，透过自行维护机制针对产线进行故障排除、系统维护。

部署大量传感器结合自我学习机制  提升智能化生产效益

自我学习机制可在制造过程运用数据库技术随时更新与累积生产信息，并持续不断提升智能化效能表现。而智能化工厂并不是要把人完全摒除于生产过程，而是透过各种智能化手段，建构新的人？机共存的生产系统，操作者与生产机具为互相协调的合作状态，操作者可以因为智能化生产流程把关注心力放在更具价值的项目上，而智能化生产不仅可以提升产线弹性、生产良率，也能因为各项智能整合方案，提升生产效能。

早期制程自动化，仅单纯将大量人力、劳力加工的工序，改由自动化机具进行制造加工，最大的效益在提升了生产效率，同时大量减少人力的支出成本，先前也有提到新的生产趋势在少量、多样，如此一来简单的自动化产线规划，就可能因为生产量少、产品多样状况，导致自动化产线需要频繁变更加工工序，原有适用旧产品的自动化生产机具，可能无法短时间完成新产品的加工工序调校，也是因应减少人力成本方向衍生的智能制造，则是朝人机一体的方向思考，制造系统为在制程中协助操作产机具者进行分析、判断，产生操作决策，由人与智能生产机具的交流与合作，衍生新的生产自动化概念。

制程可视化、制程监管与绿色制造

虽然在智能工厂的定义与概念上，目前在解决方案提供者、生产机具供应商等的思考概念众说纷纭，但实际上仍可归纳几个共通的定义，在智能生产思维逻辑下，主要可以朝制程信息可视化、全方位制程处理监管与绿色制造三大方向。

制程信息可视化方面，智能工厂不同于传统自动化生产流程，由于智能工厂的生产机具、流程有高度整合特性，产品制造处理的物流、原料管控、加工流程都可以透过中控屏幕让操作机具者一目了然，让操作生产机具的人可以对生产过程全程掌握，不只物料给料制作可有完整信息呈现，就连生产机具的现况都能实时掌握，使得操控生产机具的操作者可以在监管操作处理时，同时也能监看生产机具的健康状况，进而提升生产良率与生产效率。甚至较新颖的智能制造系统，还可将制程数据汇入数据库保存，管理者可以取得更精确、完整的生产数据进行产线优化与现况分析，也能规划生产机具维护时程。

实时掌握生产信息  精准掌握制成加工处理细节

加上智能整合的生产设备，基本上即须具备规划连结传感器，让智能生产系统得以透过各式传感器取得生产现况，智能生产系统可透过机具上的传感器进行问题识别、数据分析、决策推理、控制操作等应用，而这种大量结合资？通讯技术的生产制造技术，也可以说是生产技术、信息处理、智能控制三方面科技的深度整合。而智能生产系统整合，一般来说也不会仅有单一软件操作系统，可能是由数个应用系统整合衔接，各个智能生产环节可透过系统积累生产信息，实际在生产流程持续累积生产信息。

智能整合的生产设备搭配智能生产系统，不但可以透过设备掌握制程自产线前端、后端的制程信息，透过数据库整合纪录与提取分析，也可善用大数据分析精准掌握产品制造时程，透过系统整合，智能生产系统可以从建立订单一开始、至产品完成生产制作、产品移入仓库全制程信息，都可在数据库中检索与分析，当出现制程需进一步改善提升生产效率时，整合制程工作者也可有更多信息可供参考分析。

而在绿色制造方面，生产线除了制程应用的相关料件为环保材料外，产线另须注意生产全程产生的废料与污染产生问题，同时须考量上、中、下游加工厂间从制造资源材料、产品设计、产品制造、废弃料件与产品回收再利用处理，进行更缜密的管理与控制，智能生产系统也必须整合建构更符合环保要求的生产环境。