發(fā)布時間:2022-08-26
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過去幾年在國家政府與各產(chǎn)業(yè)推廣機構(gòu)積極運作下,中國制造2025制造管理的智慧化應用,已漸漸從精實管理數(shù)字化基礎(chǔ)平臺建置邁向數(shù)字轉(zhuǎn)型智能化發(fā)展。有別于以往印象中傳統(tǒng)制造業(yè)大量人為作業(yè)與資料收集的刻板印象,數(shù)字化基礎(chǔ)平臺即時、量化的透明化管理已取代傳統(tǒng)制造作業(yè)與管理模式。而在各產(chǎn)業(yè)上下游供應鏈的要求與相互影響下,也讓企業(yè)在智慧制造的應用上衍生出良性的競爭循環(huán)。面對智慧智造新趨勢,未來企業(yè)邁向數(shù)字轉(zhuǎn)型時,以及工廠智能化的規(guī)劃應用將會著重在下列應用面向:
1. 大數(shù)據(jù)及 AI 的應用
制造現(xiàn)場 IOT(Internet of Things;物聯(lián)網(wǎng))的應用通常包含結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)性的資料,這些數(shù)據(jù)在即時收集分析后都將成為寶貴的決策管理應用資訊。在智能化的應用上,數(shù)據(jù)的積累、分析是主要核心,所以經(jīng)由大數(shù)據(jù)分析再提供給各個決策單位(行銷、制造、生管、品保、財務…),讓決策判斷建構(gòu)在量化大量數(shù)據(jù)的分析上。
AI 人工智慧(Artificial Intelligence)則是透過積累大量數(shù)據(jù)的機器自我學習應用(Machine Learning),加速數(shù)據(jù)分析與應用模型的建立。針對人工智慧未來應用,政府及學術(shù)研究單位也陸續(xù)成立相關(guān)人工智慧訓練課程,協(xié)助企業(yè)在此領(lǐng)域的實際應用。
2. 智慧型機器人的廣泛應用
工業(yè)機器人是從 1970 年開始逐漸普及,剛開始常以工業(yè)機器人取代人工完成重勞力、高污染的工作,尤其是 3K(骯髒、危險、辛苦)行業(yè),但工業(yè)機器人體積十分龐大,工廠基于安全考量,會使用圍欄把機器人和作業(yè)員隔離,由機器人獨力作業(yè)。
現(xiàn)今則是像電子、醫(yī)藥、紡織、精密加工等產(chǎn)業(yè)對于機器人的使用量逐漸提升,這些產(chǎn)業(yè)的特色是產(chǎn)品種類多、體積精巧,同時也需要作業(yè)員靈活的操作能力,因此需要更小型、可與人共同作業(yè)且更安全的機器人,所以機器人也因此朝向人機協(xié)作發(fā)展,并將軟硬體功能模組化,提供整體彈性解決方案,才能滿足當前的制造需求。
伴隨著行動數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云端運算和人工智慧技術(shù)如火如荼進展,加上傳統(tǒng)機器人已不敷使用,現(xiàn)今機器人已朝向聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展,進一步支援工廠生產(chǎn)系統(tǒng)資訊蒐集與云端數(shù)據(jù)交換,增進生產(chǎn)效率和良率,來協(xié)助業(yè)者邁向智慧生產(chǎn)。
3. APS 先進規(guī)劃與排程應用
在工廠除少量、大量客制化的接單模式外,經(jīng)常性的急單、插單通常是生管部門的夢靨,先進規(guī)劃排程系統(tǒng)(APS;Advanced Planning&Scheduling System)是智慧制造在轉(zhuǎn)型智能化管理相當令人頭痛的一個應用系統(tǒng),而 APS 系統(tǒng)又可區(qū)分為物料規(guī)劃與產(chǎn)能規(guī)劃。先進規(guī)劃與排程系統(tǒng)是利用許多進步的管理規(guī)劃技術(shù),包括限制理論(TOC;Theory of Constraints)、作業(yè)研究(OR;Operations Research)、基因演算法(GA;Genetic Algorithms)、限制條件滿足技術(shù)(CST;Constraint Satisfaction Technique)等,在有限資源下,追求供給與需求之間的平衡規(guī)劃;同時利用資訊的儲存與分析能力,以最短的期限,達到最有效的規(guī)劃。一般客戶需在建置 MES 與自動化整合系統(tǒng)后,在產(chǎn)能規(guī)劃上的應用是比較容易達成的。
4. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(感測器)的深層應用
主要應用面著重在有效提升設(shè)備稼動,針對關(guān)鍵性設(shè)備所需之外掛感測器(無法由設(shè)備本身取得),如:振動量測所需之加速規(guī)、溫度感測器、電源負載等量測資料的蒐集,主要是希望透過感測器針對可提升設(shè)備稼動,進而提升制程能力與良率之應用。透過類比轉(zhuǎn)數(shù)位模組進行蒐集,唯需視資料蒐集所需的取樣頻率採用適當之訊號擷取設(shè)備,如:PLC 之類比輸入模組、獨立式類比訊號擷取設(shè)備(DAQ)或 IPC 加裝資料擷取卡等;此部份的設(shè)備需于實際感測器配置后,方能確定。
感測器資料收集后之儲存、分析與整合應用則依其應用需求,透過應用伺服器進行,亦需配合實際需求建置。
5. 5G 時代的制造管理應用
5G 時代來臨,包含臺灣在內(nèi)等多數(shù)國家對于 5G 的建置也將會日漸成熟。5G 具有高速、低延遲與高頻寬等特性,標準傳輸速度高達 20Gbit/s,網(wǎng)速比 4G 快 100 倍。制造業(yè)透過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)與感測器收集生產(chǎn)資訊,同時也會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),足以見 5G 的通訊能力在智慧制造應用中,將會扮演不可或缺的重要角色。