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        胡竹生讲述智慧机械从自动化到智动化

        胡竹生

        胡竹生讲述智慧机械从自动化到智动化(胡竹生

        工研院机械所胡竹生在机器人技术产业化的经验演讲摘要:机器人是一项兼具幻想以及实用的技术领域,从发展上很大的部分是尝试赋予机器人近乎人类的智慧与能力,从而衍生许多相当具挑战性的研究。然而到了实用场域却往往发现这些研究成果仅能解决部分问题。首先是机器人与其配合的周边,本身就是一个系统,而系统面的效能,不仅需要各组件之间的协调,也牵涉到系统成本,以及非技术因素的商业模式等问题。其次如同许多研发的技术一样,到了产品化的阶段必须要克服最后一里路的问题,而最后一里路的障碍往往对当初所研发的技术有相当大的挑战,甚至要对其内涵(如软硬件架构)做彻底改变。
        基于这些原因肩负产业化任务的研发机构如工研院,就无法仅从学术研究的观点来推动产业或是开发新产品。本演讲从近期工研院机械与机电系统研究所的若干应用实例来说明如何将机器人的技术落地到产业。最重要的观念是面对应用所需要解决的问题,通常是没有闪避的空间。除了凸显跨领域整合的重要性,也显示目前在前瞻技术的研发上有许多的不足,未来仍存在很多高挑战性的课题。
        胡竹生讲述智慧机械从自动化到智动化友情链接:智慧火花机、建德磨床、苏州沙迪克、

        厚植基础实力、赢向智慧制造(胡竹生)

        智慧制造是一个持续性议题,就像制造业不断精进一样。然而近年来以德国智慧工业为开端的智慧制造倡议,更进一步希望大量导入资通讯领域的科技。大部分的报导都强调其必要性,以及可能造成的冲击,其中不乏具有置入性色彩的营销内容。中小型制造业面对这许多信息不是很容易决定要如何投资,但是如果趋于保守或观望又恐怕没有跟上这一波潮流,无法保持竞争力。要达到智慧制造的境界,首先必须调整制造流程使其能够有效施行自动化。
        要达到智慧制造的境界要先有一定程度的自动化,而要导入自动化首先必须对制造流程进行合理化。合理化就是调整制造流程使其能够有效施行自动化,避免叠床架屋或是造成自动化难度太高而容易失败。
        这里有一个关键是制造现场人员的再教育,包含工作型态,以及对于其工作效益评估的改变等。虽然有许多报导关于无人工厂,但是这个境界很不容易达成且需要庞大资源。因此循序渐进很重要,同时若以照顾员工的角度,应该是如何能使其单位时间的产值提升,避免职业伤害或是出错等,而不是单纯用自动化去取代人力。
        为何自动化很重要,因为这一波智慧制造的趋势强调是以数据做决策,这关系着数据的有效性,以及分析后的决策质量。如果没有自动化的基础,这个过程会包含很多人为因素,同时决策后的施行有不确定性。所以如果再采取闭回路的控制策略,就很可能因为过程中的误差,导致效能提升有限或是造成新的障碍。这些说来容易,但是对任何一个企业而言,都是不简单的过程,尤其如果牵涉设备机台的改装,或是须引进机器人等。
        因此有一个方向是我们是否可以进行弯道超车,直接走向智慧化而无须经历自动化,这不是一个完全不能进行的手段。举例近年来推广的智慧机上盒就是在现有机台上安装传感器,经过网络而收集分析。首先这对于稼动率的实时反应就很有效,同时经过分析可以了解更多机台的健康状况??墒墙徊降南?,要确实知道机台的健康状况,必须同步记录机台到底在执行什么工作,如果机台的命令是由现场人员输入,就很难再深入去运用这个数据。
        工研院机智慧机上盒,这其实就是未导入自动化技术如工作间控制或是制造执行系统,或是导入不够彻底。另一个解决方式是同时去拿取机台命令,有些智慧机上盒开始引进这些功能。但是这有困难度,因为机台若很老旧,根本无法抓取其运作参数,或是机台控制器厂商因营业祕密而不开放,或是只有部分开放。
        我们用上述的例子可以一窥导入智慧制造前所需要建立的基础功,就是厂商能否清楚且稳定掌握其制造程序所有的数据来源,而这在其导入自动化过程中就会面临到,这也包含厂商在制造技术许多关键的数字化能性,其实就是基础实力。所以厚植基础实力,善用这一波智慧制造提供的工具与观念,赢向智慧制造,搭配台湾中小企业高度的弹性,一定可以在未来制造趋势上,持续航向新蓝海。

        从自动化、智动化、到智慧机械(胡竹生)

        机器人本身就智慧来说有非常严谨的定义,一是能够适应或生存于未知环境中,二来是跟家用吸尘器机器人一样,能够自我产生适当行为或行动去完成某件工作,第三是能自我定义一群工作以完成某个目标。其精髓就是能针对不确定性去定义工作内容完成目标。
        而机器人如何运用在工厂自动化中?早年工厂需要机器人以自动化设备及规格大量生产,近年为了因应市场产品少量多样需求,自动化已提升到智动化。以成衣市场来说,推陈出新的样式及产量都变化快速,如何精准算出备料与销售量、以满足客户的需求,让自动化必须进一步提升为智慧自动化,其中所采用的机器人需具备智慧决策能力,智动化产线就可以进行弹性制造,藉此提升企业产能及效益。
        近年台湾制造业在国际市场面临先进国家与开发中地区前后夹击,为满足大量客制化生产需求,未来势必将转型为虚实整合的智慧工厂,在有限空间、人力条件下,搭配具有多元感测与联网功能的智慧机器人,串联制造与服务供应链体系,全面提升生产力与附加价值。
        台湾产业面临缺工及升级转型的课题,早就核定了智动化产业推动方案,并且成立专责办公室,协助台湾智慧自动化产业发展,智动化产业推动办公室整合了台湾自动化厂商、法人及大专院校能量成立智慧自动化服务团,四年多来已经提供了中坚企业、根留台湾及回台台商九百二十九家厂商智动化咨询诊断服务,并且辅导一百四十家厂商导入智动化生产,促成厂商新增产值二百一十三点四亿元、带动投资五十五点五亿元;另外辅导建置包括消费类电子、金属加工等二十二个示范案例,协助解决产业三十二项生产瓶颈,并藉观摩成功扩散八十一家厂商导入智动化,新增产值达二百零三亿元,更协助拓展二百五十五案合作商机。
        全球先进地区无不积极推动先进制造以增强实力,台湾产业面临着巨大挑战,最让业者感到困扰的莫过于人力短缺及人均生产力成长趋缓问题,有鉴于此启动了智慧机械计划,广纳德国虚实合一智慧工业、美国再工业化先进制造业伙伴关系计划,同时结合日本精实管理,期能运用物联网、智慧机器人及巨量分析资料等科技协助,导入制造业(电子信息、金属运输、机械设备、食品、纺织)、服务业(零售物流、医疗)以及农业等重点产业,建构智慧机械创新营运模式,不仅可解决缺工问题,同时藉由人机协同工作的训练,提升人员素质后让台湾产业更具国际竞争力,藉此加速整体产业结构优化,进而抢占全球高阶市场商机。目前优先选定具备互联网及智动化基础的中坚企业及其供应链,导入智慧制造。未来将结合相关公协会的能量成立跨领域服务团队,共同协助台湾厂商逐步导入智慧机械,达到升级转型,提升国际竞争力。
        十八世纪末人类藉由水和蒸气进入机械化生产时代,二十世纪应用电力生产变得更有效率,不到五十年的时间,计算机及数位科技进入工厂,更增加精密度与效率,现在加入物联网智能工厂的潜力即将爆发,加入网络后的智能工厂将和竞争对手产生区隔性和不可取代性。好莱坞电影为大家带来机器人丰富的想象力,在真实生活中当融合消费者需求应用的物联网和智慧机械结合,生产变成从设备自动化演进成工厂智慧化,少量多样、分散制造、快速回应将成为制造业竞争的核心。
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