台灣工廠智動化技術與案例介紹

摘要

工廠邁向智能化、智動化是目前全球的趨勢，除了硬體設備需要自動化，同時還要和所有相關製程進行串聯，利用「製造執行系統」進行整合，以達到高智能化生產的目標。本篇將會介紹兩個案例 : 一是導入工廠智動化的水上運具產業，另一個是智動化公差配置分析，透過案例分享來說明導入智動化技術的優缺點，並期望智動化技術可以幫助台灣傳統廠商提升競爭優勢。由於全球環保意識抬頭，若以監控觀點出發，從產品、機台、產線到工廠，透過智動化系統的層層把關，進而達到節能減碳與環境保護等效果，
也能為綠色環境盡一份心力。

Intelligent automation is the future of factory. In addition to the automation of equipment, the integration of manufacturing processes and Manufacturing Execution System (MES) can also help manufacturers improve efficiency. This article introduces two applications to show how smart manufacturing could benefit the manufacturers.

關鍵詞(Keywords) 智動化技術、水上運具產業、公差配置 Smart automation, Boat industry, Tolerance configuration

前言
智動化技術就是工廠有個大腦負責處理來自四面八方的訊息，透過智慧化流程( 訊號感測、資料處理、智慧決策及作動控制)[1]，利用網路把現存於工廠的各種訊息都串連起來，將會為公司營運上帶來不少優點 :
1. 產品品質的提升 : 精確的資料有助於產品品質的控管。
2. 降低生產成本 : 最佳化數據分析有助於簡化多餘的生產過程。
3. 提供預測性維護 : 提供預測性維護來減少設備故障的機率，避免事故的發生，保障員工安全。
4. 全面性資訊的取得 : 公司決策者將更容易利用這些資訊來進行決策和績效評量。
5. 提升人員管理能力 : 公司可以即時控管機台稼動率與人員工作效率，以進行機動性的調整。
近期因中美貿易戰的關稅問題，加上台灣人事成本高，我國水上運具廠商處於內憂外患的局勢，面臨激烈地競爭，藉由工廠智動化技術來幫助水上運具廠商轉型，將傳統水上運具升級成高附加價值的產業，提升台灣廠商的競爭力，快速進軍國際市場。

智動化技術及應用案例
本文案例主要分享如何透過智動化技術以精進生產製程，進而提高量產效率與降低生產成本，並說明未來台灣將如何透過工廠智動化技術協助舊有產品進行轉型以幫助其升級為高附加價值的產品。

智動化技術案例一 : CAD-Based 三維掃描加工誤差分析技術
目前台灣水上運具產業之螺旋槳生產過程繁瑣，如圖1，蠟膜製造、矽砂模成形，使用加熱砂膜方式進行高溫熔蠟作業，完成好之砂膜還需進行高溫烘烤、膠鑄鐵水等，才可製造出螺旋槳。

圖1 水上運具 [2]

螺旋槳因為前段製程變異的因素，需再經過不斷重複的研磨、人工整修、量測回饋等作業，最後才成為最終成品。若客戶提出特殊規格之產品要求時，大部分依舊仰賴舊有經驗進行人修研磨修整，如圖2，設計開發與製作所投入之成本較高，效能無法有效擴充，將會嚴重影響生產效率。

圖2 水上運具螺旋槳人工教形示意圖 [3]

傳統水上運具產業，廠務大多依舊僅由作業員管理，訊息即時回饋能力不足，無法快速將交貨進度提供給客戶。品質檢驗端也是依賴人工隨機抽樣檢驗，不良品無法完全被剃除。以上所述是目前傳統水上運具產業普遍的缺點，若不改善，久而久之將會造成客戶端對產品品質與公司服務效率的不信任。
尚未引進智動化技術前，傳統機械製造與加工業者中，常常使用人工方式進行品質檢測，例如：塞規、游標卡尺、分離卡等。當加工數量與生產速度加快時，此時使用人工進行產品QC 有機會無法針對每個產品進行全檢作業。此外，使用人工方式進行品管QC，最終檢測之結果較困難與後端系統進行串接，也較難將大量的檢測結果進行大數據分析，並回饋給前端設計人員。