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制造业迎来智能时代

2012-11-09 07:25:00作者:来源:

摘要制造智能化是这几年提出的新概念,但与制造自动化相较,这两者有何不同呢?自动化与智慧化最大的差异,就是在平台整合与软硬件共同发展,让工厂精确地管理原料、制程及产品,达到降低成本与提升效能两个目标,制造的智能化,让制程更加精确,同时也让工厂自动化再进化,转型成为智慧工厂。...

  制造智能化是这几年提出的新概念,但与制造自动化相较,这两者有何不同呢?举例来说,在食品工厂内,包装机将饼干逐包装袋后,以往必须由流水在线的工作人员用眼睛检验包装上的图案是否正确,后来机器视觉和机器手臂取代了人的眼和手,只要扫描到图案不正确,就会自动将瑕疵品从流水在线剔除,这就是自动化;再后来,机器视觉和机器手臂的所有动作都会被记录起来,每天产生报表,让管理者可以看到每天的产线良率,同时当设备运作到一定程度,也会在报表上告知该进场维修,这就是智慧化。

  简单来说,自动化与智慧化最大的差异,就是在平台整合与软硬件共同发展,让工厂精确地管理原料、制程及产品,达到降低成本与提升效能两个目标,制造的智能化,让制程更加精确,同时也让工厂自动化再进化,转型成为智慧工厂。

  智 慧工厂概念的浮现,可以从内外两个层面来看。在内部层面,自动化技术成熟已久,就硬件技术来看,其实市场上各业者的差距不大,为了提升竞争力,提升产品附加价值就成为必要策略之一。外部层面,则来自于客户端的需求。近年来,制造业面临的竞争日趋激烈,消费者的胃口瞬息万变,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。此外,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、生产良率的控制,以及备料库存压力等相关问题,从中寻求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方向。

  智慧工厂的发展,为厂商提出了新的方向,包括清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产在线人工的干预、实时正确地搜集生产线数据,以及合理的生产计划编排与生产进度等,都是业者提升竞争力及生产力所必须掌握的关键项目。

  从制程到制造 工厂智能化三层面

  目前智慧工厂概念仍众说纷纭,如果就研华的产品布局来看,仍可归纳出一个共通定义,新概念工厂智慧化,主要可以包含制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三层面。

  从 制程管控可视化来看,由于智慧工厂高度的整合性,在产品制程上,包括原料管控及流程,均可直接实时展示于控制者眼前,让控制者得以全盘掌握制程的现 况,同时系统机具的现况亦可实时掌握,让控制者得以在控管制程的同时,减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中,让管理者得以有完整信息进行后续规划,也可以依生产线系统的现况规划机具的维护;也因为信息的整合,可据此建立产品制造的智能组合。

  至于系统监管全方位,也就是物联网概念,让制造设备都具有感知能力,以传感器做链接,系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类制造装备,可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。

  当 然此类系统,绝对不仅只是在工厂内安装一个软件系统而已,主要是透过系统平台累积知识的能力,来建立设备信息及反馈的数据库。这不但可掌握产品完成之时程,亦可提供更进一步服务,从订单开始,到产品制造完成、入库的生产制程信息,都可以在数据库中一目了然;此外,在遇到制程异常的状况,控制者亦可更为 迅速反应,以促进更有效的工厂运转与生产。

  在制造绿色化方面,除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题,并与上下游厂商间,从资 源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理,以形成绿色产品生命周期管理的循环,更可透过绿色ICT的加值应用,延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制 程管理与智慧环境监控等,协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。

  三大系统 架构智能工厂

  智 慧工厂早期多注重在制程的智慧化,这主要是来自于高科技产业的快速发展;透过计算机平台系统,直接监控机台及生产线,适合应用在较为精密的产业上;此外像是半导体芯片等相关制程,多需要在极度洁净的无尘环境工作,人的变因反而有可能造成产品制程复杂化,因此自动化乃至于智能制造成为这类高科 技厂商的最佳选择。

  从系统架构来看,智能制造可以将整个系统分为全方位制造系统、可重组智能系统以及智能化维护系统三个组 合。毫无疑问,智能制造的确是自动化的未来发展方向,在制造过程的各个环节,几乎都可广泛应用人工智能技术,像是专家系统可以用于工程设计、工艺过程设计、生产调度,以及故障诊断等技术;亦可将神经网络和模糊控制技术等先进技术,应用于产品配方、生产调度等流程,实现制程智能化。


(本文不涉密)
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