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科技專案成果
金屬工件的開放實驗室，「智慧製造產線」要讓工廠無人化！
發佈日期：2018-12-13
單位：工業技術研究院
案例年度：2018
簡介：
在經濟部技術處科技專案支持下，工研院在台中所建置的「智慧製造試營運場域」，便要打造出一條臺灣版的工業4.0示範線。
特色：
在全球人口老化、勞力需求短缺的情況下，企業如何降低傳統勞力的應用，成為發展的最大課題。也因此產生了世界上的第四次工業革命（工業 4.0），也就是將原有的機械硬體與雲端運算、大數據管理、物聯網甚至是人工智慧作結合，建構出更新型的智慧工業世界！
在經濟部技術處科技專案支持下，工研院在臺中所建置的「智慧製造試營運場域」，便要打造出一條臺灣版的工業 4.0示範線。
接下來，就讓我們來瞧瞧這一整條智慧化產線是如何組成的？
首先，第一關鍵是：自動化。在場域中，分為小機台設備及大機台設備。
大機台設備：所要加工的物件較大、較重，需要以運送機直接將物件送進加工機台。
小機台設備：藉由無人搬運車，依照地上的軌道將料材送至工作站。接著機械手臂會將運送來的料材放置到CNC加工機（Computer Numerical Control）上，就能開始加工作業。
原有的加工機加上無人搬運車、運送機、機械手臂這些自動化載具後就是一個工作站，當很多個工作站串聯起來，就成為一條智慧化產線！
當中，讓整條產線得以自動化的核心就是 MES （製造執行系統，Manufacturing Execution System），MES 就像是工廠內的總管，可以讓管理人員透過最上層的雲端下達指令。例如，在 MES 控管下，你能夠看到工作站現場最即時的加工機資訊，這也就代表著即使你人不在工廠內，只要透過電子載具，你就能隨時遠端即時監控工廠的狀況！
接著，關鍵2：資訊整合及蒐集。加工好的物件，同樣以無人搬運車運送到品管室內。品管機台透過讀取料盤上的 RFID 辨識碼（無線射頻識別系統，Radio Frequency Identification）就能知道料盤上的工件是什麼，並將讀取到的資訊即時上傳到 MES 系統的雲端，作整合和自動分析。
透過所分析出的常態分佈圖等資訊，品管人員得以瞭解工件的加工狀態如何、產線的加工狀態是否維持在最佳狀態。因此當在品管這端，發現加工產線出了問題，也就可以即時地將資訊回饋給管理人員作調整。這麼一來，就能以最低人員的使用狀況，來維持整個工廠的運作。
在臺中的智慧製造示範場域中，智慧化產線能應用的領域十分廣泛，包含自行車零件、汽機車零件、3C零件、半導體零件、工具機零件、水五金零件，大至航太工業所需的零組件…各式各樣金屬構成的零件，只要大小是能放進工具機裡的（笑），都能在這個場域生產及運用。
因此，智慧製造示範場域—你更可以稱它為「開放實驗室」。在這個實驗室裡頭，可以提供臺灣不同的中小企業，來實驗自家的金屬工件如何在「CPS（虛實整合系統，Cyber-Physical System）」的技術下，達到智慧製造的目的，並協助業者將工業 4.0 技術導入。同時更能讓國產化的法人技術在地深耕。
在智慧製造產線的幫助下，不僅能依產品需求彈性來調整產線，達到少量多樣、快速換線的目的以外，以數位化監控替代傳統的現場操作，則能有效降低生產成本，並強化製程品質。
接下來，智慧製造示範場域也不會停下成長的腳步，場域會隨著科技與新技術的導入所演變，將不同的新元素整合進系統，像是 AI 機器學習就成為目前場域持續擴增的技術之一。此外，智慧製造示範場域更肩負一件重要任務，就是要培植大量的臺灣 SI 業者來承接技術，讓他們能夠以臺灣本土的軟硬體技術，規劃出智慧製造產線。設備業和製造業兩方能藉由臺灣自有的技術串聯起來，就是這個場域存在的最大目的。
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