账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
看见工厂智慧新风貌
创新制造思维

【作者: 王明德】2017年01月13日 星期五

浏览人次:【55938】
  


智慧工厂是制造业这几年的热门议题,各国政府与大厂,纷纷提出对应政策与产品,不过「智慧化」是个相当模糊的概念,怎样才能称得上「智慧」二字?各界解读不一,归根究底,制造系统是由软硬两端不同环节的各类子系统所组成,这些子系统本身技术的提升与系统间的整合链结,就成为智慧工厂的初步实现,有鉴于此,远播资讯Ctimes与智动化SmartAuto杂志,于2015年3月4、5日,举办「制造新思维-智慧工厂技术论坛」,邀请国内外指标性自动化技术专家,针对不同领域的自动化技术,提出精辟且深入的看法。


生产模式变革 新世代制造概念问世

工研院机械所组长钟裕亮表示,随着消费市场的变化,未来制造业将会面临不可避免的4个趋势,包括大量客制化、以人为中心的制造环境、客户高度参与制造、制程可视化等,传统的生产模式完全无法符合这4大趋势所需,因此智慧化制造系统的建置需求将会越来越高,尤其在智慧化制造系统的大幅降低成本、提升效率优势下,未来传统制造方式将逐渐不敷市场所需。


钟裕亮以全球自动化大厂西门子在德国Amberg的智慧工厂为例,此一厂房占地10万8,000平方呎,能够从250家供应商所提供的16亿个零组件,制造出950项不同产品,厂内的16条生产线每小时可制造出15万个的电子元件,虽然位于高薪资的德国,但其生产产品与西门子位于中国南京的工厂相当,该工厂采用客户下单生产,客户订单在下单后可于24小时内完成,产品交付可靠度达到99%,同时完全达到品质要求,此一工厂成立已有20年,这20年来在未扩厂的情况下,产能提高7倍,达到弹性、效率、客制化等目标。


鼎新电脑应用价值部顾问苏景峰延续对工业4.0的看法指出,工业4.0虽是由德国政府所提出,不过此一趋势在全球各国已开始蔓延,同时由国家层次普及至产业层次,各大型厂商都已陆续展开动作,他指出,工业4.0有几个特征,包括「前台轻量化、后台重量化」、「管创新、流程创新」、「企业与部门不同发展与转变」,他也同意钟裕亮组长的看法,认为大量客制化时代来临、少量多样的运作么是将成为常态,在此态势下,传统作法的成本与管理方式优势不再,虚实整合的技术会快速成熟,产品生命周期速度会加快,而在内外逊充分连结下,制造营运服务化将全面升级。


台塑网专案顾问王圣中也针对智慧工厂的e化提出看法,他指出智慧化的核心技术在于智慧整合感控系统,此一技术整合了相关ICT技术,成为智慧工厂中的总指挥,包括物联网、Big Data等概念,都被纳入其中,此一技术运用电脑网路通讯技术,在物联网架构下,对生产环境时进行即时、动态的监控,因具备相关实体资讯与运算能力,能够适应当下环境与进行优化决策。


制造软体 打造智慧化产线

在工厂e化,工业设备制造大厂致茂电子则针对制造执行系统(MES)提出一系列看法,致茂过去给业界的印象多为硬体设备制造,不过在e化软体部份,近年来也有所成,致茂经理张美凤指出,致茂的MES将产线所需的各类功能设计为模组式,透过功能模组的组合,管理者可完整且即时掌握产线各环节的状况,致茂并以案例说明其效益,某轮胎原先每条产线约需200名员工,良率仅有70%,导入致茂的MES后,每条产线的人力减少100人、良率提升至98%、效率提升20%、产值每年提升1.4亿元,而每条产线约3000万元的扩线成本,在MES导入后,一年就可摊提完毕。


除了局部的e化外,针对整体布局,软体大厂欧特克(Autodesk)资深技术经理蔡进忠指出,智慧工厂将不会再制造统一的、毫无差别的产品,而是在同一流水线上,生产千万种定制化产品,智慧工厂将包括物联网、虚拟工厂设计自动化系统整合、海量资料与云端运算、智能设备与系统、机械人/手臂等5大领域,这5大领域的设备必须充分整合,智慧工厂的愿景才能实现,而其中欧特克在虚拟工厂设计自动化系统整合部份有相当完整的产品布局,蔡进忠进一步指出,透过虚拟化设计平台,设计者可在系统建置前就先模拟出3D产线模型,让设计者与建置企业先体验工厂的产线布局,在设计初期建立双方共识,避免建置后期因认知不同衍生出成本与时间的耗费浪掷。


针对智慧工厂的软体布局,PTC也表示「智慧化」的说法与做法,业界虽没有一致标准,不过仍有一定的共通点,也就是产线系统中各设备必须全面有效连结,「整合」智慧化的第一要件,不过设备整合往往是智慧化中最细琐也最艰难的部份,而且涉及高度的专业知识,厂商必须自己来,其他协力厂商无法越厨代庖,因此PTC建议,制造商若有意将产线升级为智慧化,可将心力放在抵从设备的整合,至于上层的管理系统建置,可以交给如PTC之类的软体平台厂商,以专业分工的方​​式,在短时间内建起智慧工厂。


虚实整合 让工厂更智慧

谈到智慧工厂的上层管理系统,亦思科技处长江孟峰指出,大数据(Big Data)将会是未来制造业重要决策的主要数据来源,他以半导体制造业的大数据分析应用进行说明,相较于其他产业,半导体的智慧化制造的布局走得较快,各机台


与的数据撷取、储存、分析早已有之,由于考虑到运算率,不可能每次分析都将资料库中的所有数据都跑过一次,因此必须在储存资料库中,先以条件设定搜寻出正确的数据,再将这些数据移至具分析功能的伺服器,不过这种作法必须经过储存、筛选、转存、分析等流程,时效性称不上最佳,近年来的趋势是将衣料直接分存于数个据悉功能的伺服器,若有需要则直接进行分析,他指出,对机台数量不大的制造商,是可参考的大数据作法。


除了软体外,软硬体的虚实整合更是工业4.0的基石,身为工业4.0启动国家的大型厂商西门子,在此部份的布局自然也比其他业者更为深厚,西门子资深经理罗龙翔表示,工业4.0的主要内涵是提升现有的自动化技术,使其可以因应现在客户的多样化产品需求,同时能兼具产线效率,这就是所谓的「随选生产」(Production on Demand),在随选生产概念下,产线可以即时制定生产计画,此一概念看似简单,但牵涉的技术相当广,从管理平台到制程设备的软硬体,都需有大幅度改变,工业4.0延伸出智慧工厂概念,所谓的智慧工厂与现有的生产方式有别,是以全新生产流程运作,除垂直与工厂及厂商管理流程形成网络外,也以水平透过网路与外部供应链结合,从订单到交货,整个价值创造网路都可即时掌控,此外,郑智峰表示,「智慧工厂」也同时整合产销存系统,避免不必要浪费且降低存货及缩短客制化产品交货时间效益等。


台湾制造走向高精度

除产线布建的虚拟化外,产品本身的精度控制,也是智慧制造系统的必要设计之一,雷尼绍(Renishaw)公司台湾区总经理赖时正表示,大量人工制造方式是台湾的传统制造方式,不过在大陆厂商凭借大量廉价劳工成本,快速侵蚀台湾厂商原有的利基后,台商必须做出产品区隔赖时正指出,高精度产品将会是台厂未来必走的方向,但要走向高精度,必须倚赖精准度极高的设备,雷尼绍近期推出的Primo System测头,以低前期成本、免费的培训、独特的「使用时才付费」模式,配合即时更换服务,让工具机测头的应用卖出新的里程碑。


除了高精度的技术走向外,在智慧工厂的软体层面,台塑网专案顾问王圣中针对「建构智慧工厂创造企业竞争优势」议题,提出制造业的e化看法,他指出智慧化的核心技术在于智慧整合感控系统,此一技术整合了相关ICT技术,成为智慧工厂中的总指挥,包括物联网、Big Data等概念,都被纳入其中,此一技术运用电脑网路通讯技术,在物联网架构下,对生产环境时进行即时、动态的监控,因具备相关实体资讯与运算能力,能够适应当下环境与进行优化决策,


在「物联网视觉化方案」中,HMI专业厂商北尔电子工程师王展帆指出北尔电子在硬体端拥有完整产品线,软体部份,其作业软体iX经过历代改版,其功能相当齐全,在整体设计方面,北尔电子采取模组化设计,产品经理张资芳指出,北尔电子的模组化架构,是透过一整套自动化系统的提供,包括SCADA软体、通讯设备、资讯处理模组、HMI、控制器、I/O模组等,让企业建立最适化系统。


机器视觉也算是制程可视化的一部分,不过此一技术多用于产线检测,美商邦纳(Banner)工程师杨志强指出,机器视觉的运作流程,主要是先透过镜头撷取图像,再将该图像传送至处理单元,通过数位化处理,根据图元分布和亮度、颜色等资讯,来进行尺寸、形状、颜色等的判别,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作,过去带有高度重复性和智慧性的工作,只能由人工检测来完成,部分传统制造工厂中,生产线后面可以看到数量庞大的检测工人来执行这道程序,但在增加了这些巨大的人工与管理成本的同时,却仍然不能保证100%的良率,机器视觉的导入,则协助解决了这些问题。


工业等级设备 确保产线稳定性

在工业通讯方面,凌华科技产品经理杨家玮针对EtherCAT提出相关看法,他指出工厂数位化已成趋势,而数位化有几个重点,包括从集中控制到分散控制、从机构驱动到伺服驱动、由H2H到M2M、由单一设备到整合,这些趋势的完成,都需要工业通讯标准来推动,就目前市场态势来看,EtherCAT无疑是最受瞩目的标准,杨家玮表示,EtherCAT是专为FA与MA所设计的通讯标准,欧洲在8年级已采用,亚洲则是这两年才开始陆续导入,凌华科技长期以来布局于工业领域,在EtherCAT已有完整产品,尤其在运动控制的投入更以超过16年,其EtherCAT搭配旗下运动控制产品,将提供市场最完整的解决方案。


制造系统的储存解决方案部份,宜鼎国际协理李孟厚,指出工业等级与消费性储存技术的不同,他表示物联网概念导入制造领域已是大势所趋,过去的工业储存载体多使用传统硬碟(HDD ),HDD虽然储存成本较低,不过使用寿命与稳定性均不适合工业设备,因此SSD问世后,快速成为工业储存的主流。


而与一般工业储存厂商多跨足消费与工业两端不同,宜鼎国际始终专住于工业储存领域,其产品广泛应用于工厂自动化、车载、航太、网通…等领域,所推出的产品包括Nano SSD、eMMC Card、PCIeDOM等,李孟厚表示,宜鼎国际除了产品供应外,更重要的是提供设计服务,让储存装置可贴身适合制造机台。


机器人手臂是实现无人工厂的重要基石,台湾爱普生科技资深行销技术董正威在「智慧工厂产业机器人的应用」议题中,介绍机器手臂在制造端的应用,爱普生的机器手臂原为日本精工表的制程所用,后来应用触角逐渐延伸,目前包括触控大厂的涂胶贴合、3C大厂的平板电脑与智慧手机组装,都有采用其相关产品。


董正威指出,爱普生的机器手臂产品线相当完整,从4轴到6轴皆有,其特色为无须整合不同品牌机器手臂、工程师无须学习不同程式与技术,可加快设计与应用,且各机种零件统一,可降低备用品成本。


在工厂的安全防灾议题中,FLIR公司总经理孙伟恩表示,工厂中的电器设备相当多,而根据统计,火灾的主要发生原因中,电器过热是最大原因,若能事先预防,将可大幅降低工厂的火灾发生机率。


他指出FLIR是全球最大的红外线热像仪厂商,其产品早已应用于各制造场所,以往此类的产品相当昂贵,因此导入器并不多,然而在价格快速下降与产品种类增多的态势下,现在此类设备的售价企业已可轻松负担,谈到红外线热像仪在制造业的应用,他指出透过红外线热像仪可快速侦测出各类设备的温度,透过温度的掌控,制造业者将可事先采取必要措施,降低火灾发生机率,打造出最安全的智慧工厂。


相关文章
物联网掀起智慧浪潮 嵌入式产业展开新局
网路攻击事件频传 资安已成嵌入式系统重大挑战
具物联网功能之量测??座
解决物联网测试的五大挑战
因应市场规范 掌握庞大节能商机
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 鼎新电脑:企业数位化转型是一场效率革命
» 易控TM协作机器人实战应用说明会实际案例分享
» 五强联手打造智造生态圈 协力助台湾制造升级
» 南桦发表Line警报器解决方案 协助提升制造业扩厂弹性
» NexCOBOT结合AWS云平台服务 简化智慧机器人开发及部署流程
  相关产品
» Fluke首款可携式囗袋热像仪上市
» Fluke首款工业声学成像仪ii900上市
» Fluke四款640 x 480解析度热像仪齐登场
» 明纬扩充EPP-500系列
» KNX用於现代建筑 可降低事後维护与火灾风险

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw