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「工业4.0与智慧制造技术应用趋势论坛」会後报导
 

【作者: 王岫晨】2019年11月11日 星期一

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工业4.0是制造业近年来最重要的趋势,在这股智慧化浪潮下,制造系统所需的技术、设备、思维,都与传统制造业截然不同,智慧系统内设备的机器不但必须彼此对话,软硬体也必须全面整合,再加上大数据的撷取、云端平台的运算分析、工业物联网的布建,这都落实制造业的智慧化远景。



图1 : 「工业4.0与智慧制造技术应用趋势论坛」邀请制造领域指标性厂商与重点人士,由不同面向剖析工业4.0智慧制造的技术趋势发展。(摄影/陈念舜)
图1 : 「工业4.0与智慧制造技术应用趋势论坛」邀请制造领域指标性厂商与重点人士,由不同面向剖析工业4.0智慧制造的技术趋势发展。(摄影/陈念舜)

因应工业4.0及智慧制造技术趋势,《智动化杂志》与台湾区工具机暨零组件工业同业公会(TMBA)特别於台中举办「工业4.0与智慧制造技术应用趋势论坛」,邀请制造领域指标性厂商与重点人士,由不同面向剖析工业4.0智慧制造的技术趋势发展。


博智先进:工业4.0是未来式 以精实管理挑战系统智慧化

工业4.0的目标,不外??就是让产品的价格最大化、成本最小化,让工厂有限的空间创造出最大的价值。而要达成这样的目标,最有效的方是就是透过精实管理的方式来达成。


博智先进科技首席创新顾问林均??指出,工业4.0是未来式。现阶段厂商若想要导入工业4.0,最好的方式是先行导入精实化管理。透过精实自动化系统,加速IT自动化生产脚步,方能进一步达成工业4.0的智能化精实系统,并达到智慧生产的目标。



图2 : 博智先进科技首席创新顾问林均??(摄影/陈念舜)
图2 : 博智先进科技首席创新顾问林均??(摄影/陈念舜)

事实上,工业4.0可视为是标准的融合型破坏式创新,其最大的破坏颠覆在於全球供应链系统的重新洗牌。要成功实现工业4.0,绝对不只是单纯导入机械手臂、单一设备智慧化,或透过资讯管理系统的导入,就可以在一两年时间内创造出来的奇迹。事实上,透过精实管理,方能提高产线效率、降低成本,并达成少量多样与产能倍增的目标,如此一来,可减少浪费、缩短交期、并透过客户导向与价值导向,来精实整体企业的组织架构。


林均??认为,工业4.0是以3个I来形成整体的构面,包括IT(资讯管理系统)、IE(精实生产系统)、IM(设备自动化),先挑战精实化,再挑战智慧化。在这其中,智慧商务与智慧制造只是未来智慧系统之一体两面。来自人的数据,创造出智慧商务。来自物的数据,架构出智慧制造。而智慧转型不会是短期效应,企业不用急,更不用慌,必须长期规划,逐步发展。按部就班做好数位化转型的五大步骤,包括精实化、数据化、自动化、资讯化,以及智慧化等。而关键技术的开发,则将会面临到感测元件、IoT硬体层以及复杂控制系统等三个层面的不同挑战。


张忠谋曾说,物联网是眼前的唯一大事。联网装置将从过去的百万台,成长到未来的百亿台。放眼物联网产业最赚的公司,不会是半导体公司,而是能够整合整个系统的公司。因此,系统思维将是成功的关键,而沟通协调正是成功的基础。智慧制造与精实组织都是一种系统管理,是思维与作为模式的成果。放眼未来,在AI与IoT的年代,将会需要三种关键人才,包括懂资料的人、具数据计算能力,以及找出有用资料的AI服务。


安驰科技:震动感测是工业预测性维护的关键第一步

在工业领域中,机械状态监控已经存在30年了,只是传统的解决方案,多半缺乏了精确度与可靠性,并不能满足工厂环境中高精确度的应用需求。专精於感测、类比与运算放大器等技术的ADI,早期的解决方案比较偏重於消费性应用,这些产品针对消费市场所设计,因此在精确度与可靠性等方面,较不适用於工业应用环境。包括频宽、杂讯、动态范围等,都较难满足於工业应用中的讯号掌握度。而现在,ADI推出一系列针对工业环境所打造的晶片与高整合模组,并透过安驰科技的协助,让ADI这些优质的解决方案,可以快速导入到客户的工业应用环境中。


安驰科技技术应用工程部技术应用工程经理高富华指出,在工厂环境中,震动讯号的侦测,往往都是查知设备问题的关键第一步骤。因此透过震动讯号就可以得知设备是否出现异常状态,可以因此作为厂房设备的预测性维护目的。而包括这些震动讯号在内,工厂内环境感测讯号链,包含资料的撷取、传输,後台的演算法,以及数据的分析与判断,整个过程非常需要透过异业的结盟才能达成。安驰科技所扮演的角色,就是协助客户快速导入ADI的完整工业解决方案。



图3 : 安驰科技技术应用工程部技术应用工程经理高富华(摄影/陈念舜)
图3 : 安驰科技技术应用工程部技术应用工程经理高富华(摄影/陈念舜)

ADI是一家专业的IC设计厂商,针对工业应用,不只提供晶片,也打造高整合式的模组,将感测器、放大器到数位类比转换器,以及处理器等,都整合到单一模组之中,并透过通讯介面来便利讯号的传送。


事实上,讯号撷取过程十分复杂,要判断一个机器设备的健康状况与可靠度,需要不同的量测点,主要方法可针对不同的培林、或者针对轴与轴之间的对称性,或者加工机的CNC震动偏差等,来加以量测。


高富华说,ADI的产品优势,在於可以透过晶片的形式,以及整合型的模组,来提供这些解决方案。而针对工业应用环境,ADI也提供了无线通讯模组,让工厂中各节点的震动感测讯号,可以透过ADI的SmartMash无线通讯模组传送至处理平台。不仅可靠度高,也不会造成数据遗失的问题,几??可以达到99.999%的高可靠度。这种无线通讯解决方案非常适用於大型厂房辽阔的地下室生产设备上,将所测量到的震动讯号精准传送,再宽阔的距离也不至於担心会有数据的遗失。


西门子:串起数位制造价值链 软体服务将是关键

数位化与工业化的改变速度极快,对於产业也造成非常大的冲击。在这样的过程中,我们人类的价值必须越来越被浮现出来,而不是被数位化给取代,因为每一个人都是独领这个产业的核心要素。


西门子工具机事业处协理谭世??指出,在工具机制造中,数位化非常重要。现在的挑战与生产环境的变革,造成我们必须追求极度的效率,但现在我们必须反问自己,工具机还有可以再提升效率的空间吗?这是制造业中大家不断在思考的问题。因此我们也必须特别针对工具机的制造环境里面,包含从工具机制造商的面向,同时还有使用工具机做终端加工的用户,必须从这两个面向来思考。



图4 : 西门子工具机事业处协理谭世??(摄影/陈念舜)
图4 : 西门子工具机事业处协理谭世??(摄影/陈念舜)

一般来说,生产的过程约略可以分为五大步骤,从产品的设计、规划、生产,到真正的执行制造,与最终的服务等。任何一个产品的产生,都是从这五个步骤所产生的。若将这五个步骤串成一个价值链,就可以从工具机使用者以及工具机制造商的角度,共同透过这五个步骤来完成最终的产品。数位化的目的,就是要在这每一个步骤里面,将每个价值链串接起来。


在客户使用工具机进行生产的过程中,有很多都是需要透过西门子的协助,才能达到更好的生产效率。例如从加工前准备的工作,以及执行生产的过程,就需要一些辅助的工具。到了实际生产的时候,就需要考虑到效率,机台稼动率,以及设备的生产瓶颈等,例如是否需要购买新的仪器等。


谭世??认为,如果能够透过生产效率的透明化,就会更了解生产的瓶颈是来自於某一台机器、或某一台设备上,如此就不需要花费高额成本扩充新的生产线,而是只要在产线中出现瓶颈的地方来进行设备的扩充即可,如此产能就能提升。而透过这种生产效率的透明化,决策者就可以知道如何提高效率、如何提生产能、以及如何投资设备。特别是现在越来越多少量多样的生产制造模式,很多台湾业者已经将大批量生产的产线外移,在本地只留下少量多样化的生产线,而这样的产线不只必须满足成本的评估,也要能符合弹性与效率的需求,这就需要使用到辅助的工具,来了解机台的稼动率与可用性到底有多少。


针对这样的生产需求,不只需要提供好的工业控制器,还需要配合软体的服务。因此西门子也推出了相关的软体解决方案,协助厂商做整合性的工作。西门子为此特别成立了工业软体部门,目的就是在整合工业生产过程中,所有需要的软体都可以加以整合,来让客户达到最高的生产效能。


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