制造业面临的竞争日趋激烈,消费者的喜好瞬息万变,造成产品生命周期愈来愈短,客制化产品日趋多样,制造成本亦跟着难以控制,加上更加复杂的其他因素变项,使得厂商必须随时面对不稳定的订单、少量多样的生产及生产良率的控制等相关问题,如何从中找出一个能够同时提升生产力及竞争力的关键策略,成为厂商有志一同的关切方向,「智慧工厂」的发展,为厂商提出了新的方向。
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以智慧工厂角度出发,从清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地搜集生产线数据,以及合理的生产计画编排与生产进度等,都是业者提升竞争力及生产力所必须掌握的关键项目。在生产过程中,包括产品及设备乃至於生产线的状态监控,在智慧工厂的发展上,的确形成相当重要的发展课题。
环顾工厂制造的发展历程,早期主要是让「人」来照顾机台;在自动化导入後,虽然建立大量标准化规则,并透过程式系统加以控制加工生产,但仍然需要「人」监视机台,制程资讯亦需要透过人工抄写,统计资讯内容亦不甚完整,甚至在设备维修上,也需要透过人的「经验」累积。
一直到整合平台、软体、硬体及机台的共同发展,逐渐形成「智慧工厂」概念,才使得厂商从单纯的制造业,成为「服务型」的创新产业。自动化技术改革了制造业,欧美因此成为工业先进国家,之後在大陆低廉劳动力抢占制造商机,世界工业聚落逐渐东移;但由於近年劳动人权较为提升,加上自动化技术发展加快,欧美制造业以电脑人工智慧取代传统人力的趋势逐渐明朗,从自动化转型为智慧化已成为制造业的新兴浪潮。
智慧化的概念目前仍相当模糊,而且一般智慧化常会与自动化混淆。两者最主要的差别,在於自动化只是单纯的控制,智慧化系统则是在控制端加上资料采撷,采撷後的资料必须能无缝传送到後端累积成庞大资料库,管理系统再依据资料库的讯息,分析、制定出正确决策,而这些决策同时也附加自动化设备与以往不同的功能,例如设备本身所建制的感测器,可以记录设备的动作次数或使用时间,提醒管理者进行维修。
智慧制造的目标,简单来说,即是将人工智慧融入制造过程的所有环节中,系统直接可以自动监测生产线运作过程,亦可自动调整、自动组织,甚至「最隹化」在制程中整合设计、加工、控制及管理等过程,以适应外界或内部的变化环境。
要达成智慧化的目标,因应复杂生产环节的量测设备,绝对是必要的重点。而量测需求的逐渐复杂化,也造成设备硬体的模组化趋势,当然此类系统的建置,仍须透过系统平台「累积知识」,来建立设备资讯及反??资料库,这则有赖於量测系统软体及函式库的多方整合。因此,透过量测设备与系统的软硬体整合,不但可经由讯息整合的方式精确测知系统设备的健康程度,也可以在日趋复杂的生产制造环境中,建构更完善的产品制造及检测模式,让制造更为「智慧化」。