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工业4.0热潮不断,驱使制造业抢建智能工厂
更新时间:2018-03-21 浏览数:

    众所周知,工业4.0是德国于2012年所提出的发展计划名词,旨在整合资通讯软硬件,建立虚实整合系统(Cyber-Physical Systems;CPS),继而以此为核心,辅以智能工厂为精髓,促使制造产业迈向高值化;尽管看似仅为一国创造出来的词汇,然而影响范围却遍及全球,连带掀起第四次工业革命。


    深究工业4.0内涵,主要涵盖三大关键要素,一是以CPS为核心技术,CPS透过人与机器的交相连结,以及与物理世界互动,运用网络以远程、可靠、实时、安全、协作的方式,去操控物理实体;二是以智能工厂为主要精髓,实时控制整个价值创造网络,从订单到交货的链接,实现产品及其生产系统生命周期工程的整合;三是以“人”为关注焦点,从业人员被定义为升级的操作者,可藉由技术支持提升自身能力,乃至由单纯的生产操作者,晋升为管理者与控制者。


    时至今日,可以确定已经发生的三股重大趋势,其一是美国开始思考澳门百老汇,希冀结合信息、技术与人工智能等元素,对制造或商业流程中每一环节(例如研发、应用),产生革命性影响,进而完全改变产品在研发、制造、物流、销售等不同价值活动的流程,同时增加工厂的弹性、减少能源的使用、改善永续环境、降低产品成本,并运用次世代材料满足新产品开发之需求。其二是中国不再是世界工厂,由于陆续调升最低工资、再加上社福保险费用保障,使制造成本逐渐与东南亚国家拉近。


    其三则是全世界都在谈论智能工厂,不管是欧美、日本或亚洲四小龙,都面临制造业占GDP比重走低、附加价值持续滑落、失业率居高不下...等等诸多压力,为了扭转这些负面效应,美国AMP、德国工业4.0、日本再兴战略等“再工业化”计划现继现身等。


    上述三股趋势的成形,无异是宣告第四次工业革命时代的来临。第一次工业革命发生于1800年代,系由蒸气机所带动;第二次工业革命发生于1900年代,由电力、内燃机、新材料/物质所创造;第三次工业革命发生于2000年代,揭开了所谓自动化的序幕,由电子、数字控制、信息系统所驱动;如今的第四次工业革命,则以智动化、智能工厂为轴心,由CPS、大数据、物联网、3D技术...等众多创新元素所组成。

 

    一座真正进入智能化的工厂,主要是善用ICT硬件、软件与系统整合技术,使其生产行为具有感测联网(IoT)、资料搜集分析(Big Data)、人工智能(AI)、虚实系统整合、人机协同作业等特色,进而可以实现诸多营运创新目标,包括了自主调整厂区与产线的产能配置,自主调整上下游供应配送,自主优化生产环境的资源与能源配置,辅助人员正确完成各种操作及组装,以及实时逆向追踪生产进度与历史。

 

    五大关联要素  助力实现智能工厂


    在蜕变成为智能工厂的过程,制造企业所需仰赖的关键要素,则包括了五大项目。首先是虚拟工厂设计与自动化系统整合,建设实体生产线与工厂前,先在虚拟系统进行生产线与工厂设计,并直接在虚拟系统进行自动化系统整合规划,以期大幅减少实体建设与系统整合所需资金、时间、材料等重大成本,使产品得以快速进入市场,具代表性的解决方案供货商有国外的Siemens、PTC、Dassault Systemes等。


    其次是巨量数据与云端运算,运用云端运算能力分析由每台机器设备与设备传来的海量数据,筛选与过滤设备可能故障原因、产品瑕疵发生原因,以提高设备使用率与产品质量,另可借助海量资料分析市场终端消费需求,作为次世代产品功能设计的参考;相关供货商包括国外的微软、IBM等等。

 

    第三是物联网,旨在善用传感、有线、无线或移动等通讯网络,使来自设备、硬件或控制中心的各种数据与参数,可在彼此之间传输,且具有避免电气干扰、数据窜改、线路备援等安全机制,确保每一笔数据的安全性与稳定度;相关供货商有国外的Beckhoff等等。


    再者是机器人/机器手臂,以机器人与机器手臂取代人力,执行高重复性、高负重度、高疲劳性、高伤害性、高危险度等作业,借以提高制造时数与产线产能效率;相关供货商则有国外的ABB、FANUC、KUKA、EPSON等。

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