智慧製造

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博世力士樂(Bosch Rexroth,屬博世集團)在2016年漢諾威工業展展出模組化生產系統,採用模組式箱型工作站架構,讓製造企業能依據需求快速建立具備製造、檢測、組裝(自動與人工)的彈性化生產線。在漢堡工廠設置液壓閥智慧生產線,運用3種重要系統功能:生產訊息看板、RFID的生產控制及自適應性工作台,因此,在MES/ERP系統中的產線與產品狀態、庫存,能即時反應在生產訊息看板;產線管理人員也可透過生產訊息看板做產線調節、以RFID進行產品規格確認,使產線在生產程序上更具有彈性。此外,使用藍牙做為作業人員與工作台間的自動化資料連結,工作台會依據作業人員特性(身高、國籍)自動調整工作台面高度,面板顯示語言、字型大小與資訊內容,透過自適應性工作台應用,能增加人員工作效率及提高設備操作安全性。

新智慧生產線能使整體生產力增加10%、庫存減少30%,並帶來多項具體效益:單一產線能處理的產品規格從原本3~5種增加到25種,原先需要6條生產線才能完成的產能,可由1條新產線取代,而因應產品規格變動的產線調整時間,則由原先的5~30分鐘縮減到近於0,零組件庫存由2天減少為1天,效率提升十分顯著。

智慧製造應用依照軟硬體整合的程度分為智慧工廠、虛擬工廠及數位工廠。智慧工廠為改善製造程序控制、最佳化來提高生產力。虛擬工廠則透過軟硬體與系統連結,管理分散在各地的製造基地與供應商,透過整合產品與服務來增加附加價值及提高供應鏈生產力。數位工廠則是透過虛擬製程設計軟體應用,在實際製造前就可透過軟體系統「看見」及「了解」產品,以提高設計生產力,縮短產品設計時程與開發成本。

智慧製造生產體系的具體應用如下:

使用數位製造進行新產品設計,包括電腦輔助設計、分析、製造,快速原型製造(如3D列印原型機)、製程設計、模擬、分析與最佳化,過程中也會涉及知識庫建立、VR人機介面應用。西門子利用數位製造系統協助瑪莎拉蒂,將新車研發與量產準備時間由數年縮短至18個月。

大量使用智慧工具機、機器人與自動化設備,在零組件加工、檢測、模組與產品組裝,以及零組件、半成品、成品搬運,或是大型模具、夾治具更換等。工研院利用工業機器人與資訊系統,協助和成欣業將水五金工件研磨時間從傳統的10分鐘縮短至4分半,並獲得更穩定的品質。

使用感測元件來擷取資料、建立資料庫。在智慧工廠內的製造設備、周邊,甚至在零組件或產品中,使用感測元件來搜集資料、建立資料庫,再根據資料庫來支援製造執行系統運作。遠東精機研發智慧自動化汽車鋁圈生產線,可針對各種不同造型、規格的鋁輪圈進行混型生產,輪圈加工完成後可透過自動化虛擬量測系統與視覺量測系統,將各項關鍵尺寸精度即時以數位方式呈現,並將數據立即回饋至機台,進行下一個輪圈品質控管或刀具補正。

搭配智慧物流系統。智慧工廠在運作時還會配合智慧物流系統進行原物料、零組件與產品的運送。

運用巨量資料分析進行加值與創新。在製造過程中,透過物聯網連結資訊與製造設備,並透過雲端資料庫與運算、巨量資料分析以加值製造、創新商業模式。

當全世界工廠都使用智慧製造,台灣如何從中贏過其他競爭對手?

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