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「工業4.0與智慧製造技術應用趨勢論壇」會後報導
 

【作者: 王岫晨】   2019年11月11日 星期一

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工業4.0是製造業近年來最重要的趨勢,在這股智慧化浪潮下,製造系統所需的技術、設備、思維,都與傳統製造業截然不同,智慧系統內設備的機器不但必須彼此對話,軟硬體也必須全面整合,再加上大數據的擷取、雲端平台的運算分析、工業物聯網的佈建,這都落實製造業的智慧化遠景。



圖1 : 「工業4.0與智慧製造技術應用趨勢論壇」邀請製造領域指標性廠商與重點人士,由不同面向剖析工業4.0智慧製造的技術趨勢發展。(攝影/陳念舜)
圖1 : 「工業4.0與智慧製造技術應用趨勢論壇」邀請製造領域指標性廠商與重點人士,由不同面向剖析工業4.0智慧製造的技術趨勢發展。(攝影/陳念舜)

因應工業4.0及智慧製造技術趨勢,《智動化雜誌》與台灣區工具機暨零組件工業同業公會(TMBA)特別於台中舉辦「工業4.0與智慧製造技術應用趨勢論壇」,邀請製造領域指標性廠商與重點人士,由不同面向剖析工業4.0智慧製造的技術趨勢發展。


博智先進:工業4.0是未來式 以精實管理挑戰系統智慧化

工業4.0的目標,不外乎就是讓產品的價格最大化、成本最小化,讓工廠有限的空間創造出最大的價值。而要達成這樣的目標,最有效的方是就是透過精實管理的方式來達成。


博智先進科技首席創新顧問林均燁指出,工業4.0是未來式。現階段廠商若想要導入工業4.0,最好的方式是先行導入精實化管理。透過精實自動化系統,加速IT自動化生產腳步,方能進一步達成工業4.0的智能化精實系統,並達到智慧生產的目標。



圖2 : 博智先進科技首席創新顧問林均燁(攝影/陳念舜)
圖2 : 博智先進科技首席創新顧問林均燁(攝影/陳念舜)

事實上,工業4.0可視為是標準的融合型破壞式創新,其最大的破壞顛覆在於全球供應鏈系統的重新洗牌。要成功實現工業4.0,絕對不只是單純導入機械手臂、單一設備智慧化,或透過資訊管理系統的導入,就可以在一兩年時間內創造出來的奇蹟。事實上,透過精實管理,方能提高產線效率、降低成本,並達成少量多樣與產能倍增的目標,如此一來,可減少浪費、縮短交期、並透過客戶導向與價值導向,來精實整體企業的組織架構。


林均燁認為,工業4.0是以3個I來形成整體的構面,包括IT(資訊管理系統)、IE(精實生產系統)、IM(設備自動化),先挑戰精實化,再挑戰智慧化。在這其中,智慧商務與智慧製造只是未來智慧系統之一體兩面。來自人的數據,創造出智慧商務。來自物的數據,架構出智慧製造。而智慧轉型不會是短期效應,企業不用急,更不用慌,必須長期規劃,逐步發展。按部就班做好數位化轉型的五大步驟,包括精實化、數據化、自動化、資訊化,以及智慧化等。而關鍵技術的開發,則將會面臨到感測元件、IoT硬體層以及複雜控制系統等三個層面的不同挑戰。


張忠謀曾說,物聯網是眼前的唯一大事。聯網裝置將從過去的百萬台,成長到未來的百億台。放眼物聯網產業最賺的公司,不會是半導體公司,而是能夠整合整個系統的公司。因此,系統思維將是成功的關鍵,而溝通協調正是成功的基礎。智慧製造與精實組織都是一種系統管理,是思維與作為模式的成果。放眼未來,在AI與IoT的年代,將會需要三種關鍵人才,包括懂資料的人、具數據計算能力,以及找出有用資料的AI服務。


安馳科技:震動感測是工業預測性維護的關鍵第一步

在工業領域中,機械狀態監控已經存在30年了,只是傳統的解決方案,多半缺乏了精確度與可靠性,並不能滿足工廠環境中高精確度的應用需求。專精於感測、類比與運算放大器等技術的ADI,早期的解決方案比較偏重於消費性應用,這些產品針對消費市場所設計,因此在精確度與可靠性等方面,較不適用於工業應用環境。包括頻寬、雜訊、動態範圍等,都較難滿足於工業應用中的訊號掌握度。而現在,ADI推出一系列針對工業環境所打造的晶片與高整合模組,並透過安馳科技的協助,讓ADI這些優質的解決方案,可以快速導入到客戶的工業應用環境中。


安馳科技技術應用工程部技術應用工程經理高富華指出,在工廠環境中,震動訊號的偵測,往往都是查知設備問題的關鍵第一步驟。因此透過震動訊號就可以得知設備是否出現異常狀態,可以因此作為廠房設備的預測性維護目的。而包括這些震動訊號在內,工廠內環境感測訊號鏈,包含資料的擷取、傳輸,後台的演算法,以及數據的分析與判斷,整個過程非常需要透過異業的結盟才能達成。安馳科技所扮演的角色,就是協助客戶快速導入ADI的完整工業解決方案。



圖3 : 安馳科技技術應用工程部技術應用工程經理高富華(攝影/陳念舜)
圖3 : 安馳科技技術應用工程部技術應用工程經理高富華(攝影/陳念舜)

ADI是一家專業的IC設計廠商,針對工業應用,不只提供晶片,也打造高整合式的模組,將感測器、放大器到數位類比轉換器,以及處理器等,都整合到單一模組之中,並透過通訊介面來便利訊號的傳送。


事實上,訊號擷取過程十分複雜,要判斷一個機器設備的健康狀況與可靠度,需要不同的量測點,主要方法可針對不同的培林、或者針對軸與軸之間的對稱性,或者加工機的CNC震動偏差等,來加以量測。


高富華說,ADI的產品優勢,在於可以透過晶片的形式,以及整合型的模組,來提供這些解決方案。而針對工業應用環境,ADI也提供了無線通訊模組,讓工廠中各節點的震動感測訊號,可以透過ADI的SmartMash無線通訊模組傳送至處理平台。不僅可靠度高,也不會造成數據遺失的問題,幾乎可以達到99.999%的高可靠度。這種無線通訊解決方案非常適用於大型廠房遼闊的地下室生產設備上,將所測量到的震動訊號精準傳送,再寬闊的距離也不至於擔心會有數據的遺失。


西門子:串起數位製造價值鏈 軟體服務將是關鍵

數位化與工業化的改變速度極快,對於產業也造成非常大的衝擊。在這樣的過程中,我們人類的價值必須越來越被浮現出來,而不是被數位化給取代,因為每一個人都是獨領這個產業的核心要素。


西門子工具機事業處協理譚世斌指出,在工具機製造中,數位化非常重要。現在的挑戰與生產環境的變革,造成我們必須追求極度的效率,但現在我們必須反問自己,工具機還有可以再提昇效率的空間嗎?這是製造業中大家不斷在思考的問題。因此我們也必須特別針對工具機的製造環境裡面,包含從工具機製造商的面向,同時還有使用工具機做終端加工的用戶,必須從這兩個面向來思考。



圖4 : 西門子工具機事業處協理譚世斌(攝影/陳念舜)
圖4 : 西門子工具機事業處協理譚世斌(攝影/陳念舜)

一般來說,生產的過程約略可以分為五大步驟,從產品的設計、規劃、生產,到真正的執行製造,與最終的服務等。任何一個產品的產生,都是從這五個步驟所產生的。若將這五個步驟串成一個價值鏈,就可以從工具機使用者以及工具機製造商的角度,共同透過這五個步驟來完成最終的產品。數位化的目的,就是要在這每一個步驟裡面,將每個價值鏈串接起來。


在客戶使用工具機進行生產的過程中,有很多都是需要透過西門子的協助,才能達到更好的生產效率。例如從加工前準備的工作,以及執行生產的過程,就需要一些輔助的工具。到了實際生產的時候,就需要考慮到效率,機台稼動率,以及設備的生產瓶頸等,例如是否需要購買新的儀器等。


譚世斌認為,如果能夠透過生產效率的透明化,就會更瞭解生產的瓶頸是來自於某一台機器、或某一台設備上,如此就不需要花費高額成本擴充新的生產線,而是只要在產線中出現瓶頸的地方來進行設備的擴充即可,如此產能就能提升。而透過這種生產效率的透明化,決策者就可以知道如何提高效率、如何提生產能、以及如何投資設備。特別是現在越來越多少量多樣的生產製造模式,很多台灣業者已經將大批量生產的產線外移,在本地只留下少量多樣化的生產線,而這樣的產線不只必須滿足成本的評估,也要能符合彈性與效率的需求,這就需要使用到輔助的工具,來瞭解機台的稼動率與可用性到底有多少。


針對這樣的生產需求,不只需要提供好的工業控制器,還需要配合軟體的服務。因此西門子也推出了相關的軟體解決方案,協助廠商做整合性的工作。西門子為此特別成立了工業軟體部門,目的就是在整合工業生產過程中,所有需要的軟體都可以加以整合,來讓客戶達到最高的生產效能。


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