制造智能化 三大系统架构智能工厂

　简单来说，自动化与智慧化最大的差异，就是在平台整合与软硬件共同发展，让工厂精确地管理原料、制程及产品，达到降低成本与提升效能两个目标，制造的智能化，让制程更加精确，同时也让工厂自动化再进化，转型成为智慧工厂。 制造智能化是这几年提出的新概念，但与制造自动化相较，这两者有何不同呢？举例来说，在食品工厂内，包装机将饼干逐包装袋后，以往必须由流水在线的工作人员用眼睛检验包装上的图案是否正确，后来机器视觉和机器手臂取代了人的眼和手，只要扫描到图案不正确，就会自动将瑕疵品从流水在线剔除，这就是自动化;再后来，机器视觉和机器手臂的所有动作都会被记录起来，每天产生报表，让管理者可以看到每天的产线良率，同时当设备运作到一定程度，也会在报表上告知该进场维修，这就是智慧化。 　　智 慧工厂概念的浮现，可以从内外两个层面来看。在内部层面，自动化技术成熟已久，就硬件技术来看，其实市场上各业者的差距不大，为了提升竞争力，提升产品附加价值就成为必要策略之一。外部层面，则来自于客户端的需求。近年来，制造业面临的竞争日趋激烈，消费者的胃口瞬息万变，造成产品生命周期愈来愈短，客 制化产品日趋多样，制造成本亦跟着难以控制。此外，更加复杂的其他因素变项，使得厂商必须随时面对不稳定的订单、少量多样的生产、生产良率的控制，以及备料库存压力等相关问题，从中寻求一个能够同时提升生产力及竞争力的关键策略，成为厂商有志一同的方向。 　　智慧工厂的发展，为厂商提出了新的方向，包括清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产在线人工的干预、实时正确地搜集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度等，都是业者提升竞争力及生产力所必须掌握的关键项目。 　　从制程到制造 工厂智能化三层面 　　目前智慧工厂概念仍众说纷纭，如果就研华的产品布局来看，仍可归纳出一个共通定义，新概念工厂智慧化，主要可以包含制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三层面。 　　从 制程管控可视化来看，由于智慧工厂高度的整合性，在产品制程上，包括原料管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，让控制者得以全盘掌握制程的现 况，同时系统机具的现况亦可实时掌握，让控制者得以在控管制程的同时，减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依生产线系统的现况规划机具的维护;也因为信息的整合，可据此建立产品制造的智能组合。

　　至于系统监管全方位，也就是物联网概念，让制造设备都具有感知能力，以传感器做链接，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类制造装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。 　　当 然此类系统，绝对不仅只是在工厂内安装一个软件系统而已，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。这不但可掌握产品完成之时程，亦可提供更进一步服务，从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都可以在数据库中一目了然;此外，在遇到制程异常的状况，控制者亦可更为 迅速反应，以促进更有效的工厂运转与生产。 　　在制造绿色化方面，除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题，并与上下游厂商间，从资 源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理，以形成绿色产品生命周期管理的循环，更可透过绿色ICT的加值应用，延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制 程管理与智慧环境监控等，协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。 　　三大系统 架构智能工厂 　　智 慧工厂早期多注重在制程的智慧化，这主要是来自于高科技产业的快速发展;透过计算机平台系统，直接监控机台及生产线，适合应用在较为精密的产业上;此外像是半导体芯片等相关制程，多需要在极度洁净的无尘环境工作，人的变因反而有可能造成产品制程复杂化，因此自动化乃至于智能制造成为这类高科 技厂商的最佳选择。 　　从系统架构来看，智能制造可以将整个系统分为全方位制造系统、可重组智能系统以及智能化维护系统三个组 合。毫无疑问，智能制造的确是自动化的未来发展方向，在制造过程的各个环节，几乎都可广泛应用人工智能技术，像是专家系统可以用于工程设计、工艺过程设计、生产调度，以及故障诊断等技术;亦可将神经网络和模糊控制技术等先进技术，应用于产品配方、生产调度等流程，实现制程智能化。