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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

305期2017年03月號

出版日期:2017/03/15

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智慧機械帶領臺灣產業 邁向工業4.0

整理/賴宛靖 攝影/林穎成、謝慕郁

打造「數位國家、創新經濟」、鞏固五大產業創新計劃,一直是政府重要政策方針,其中智慧機械推動計畫更是邁向工業4.0的必經之路。自去年起,行政院在智慧機械領域及布署,集合產官學研從上到下,以最大力道帶領臺灣產業邁向新航程。

總統蔡英文參與智慧機械推動辦公室揭牌,希冀在辦公室成立後能共創中央地方雙贏、產業學界的多贏。
總統蔡英文參與智慧機械推動辦公室揭牌,希冀在辦公室成立後能共創中央地方雙贏、產業學界的多贏。


「智慧機械」不光是工廠自動化,而是生產者、終端客戶與供應商間,整條價值鏈無時差、無誤差的串聯。先進國家已因應變化積極佈署,包括美國的先進製造夥伴計畫(AMP)、德國「工業4.0」、日本「產業重振計畫」、韓國「製造業創新3.0政策」以及中國大陸「中國製造2025」,而臺灣的「智慧機械產業推動方案」也鳴槍起跑。

總統蔡英文參與智慧機械推動辦公室揭牌儀式致詞時指出,參訪臺中高工時,學生在校期間就能接觸嶄新的智慧製程,所使用的先進機台皆由臺中在地企業研發製造,並提供實習機會,讓學生提前擁有實戰技能。除臺中高工外,已有28所中部地區大專院校加入陣容,而這正是長期以大臺中地區為腹地、打造智慧機械基地的其中一張亮麗成績單,也是總統期許「智慧機械推動辦公室」完成的三項任務中的第一項:透過現有產學合作基礎、打造智慧機械人才養成網絡,並藉此支持企業建立在地人才庫,更能讓資深員工也有回校進修充電的機會。

至於第二項任務則為整合政府、研究機構和法人等資源,加速創新研發進程,尤以高階零組件、整機系統和應用服務等能逐漸替代進口為目標;第三項任務則是協助業者擴充展示與銷售管道,除與臺中市政府合作、強化臺中地區的商展中心,經濟部與貿協等機構更須攜手拓展海外通路,同時引進工業設計和行銷資源,協助業者打造品牌。

臺中市長林佳龍也表示,自2015年起,臺中便積極配合智慧機械產業創新政策,推動相關計畫,在水湳經貿園區成立「智慧機械發展中心」,並邀請工研院、精密機械研究發展中心及相關公會及協會進駐,串聯各大學成立「智慧機械大學聯盟」,打造產官學研交流平台。智慧機械辦公室成立後,希冀共創中央地方雙贏、產業學界的多贏,共同開創如航太、電動車及精密醫材等智慧機械應用領域,使臺灣產業升級發展的願景得以開花結果。

透過物聯網 打造智慧製造

擔任智慧機械推動辦公室執行長的經濟部政務次長沈榮津則認為,智慧製造是全球產業發展趨勢,將臺灣擅長的精密機械導入智慧技術,透過智慧化產線進行智慧製造,先從國內練兵,進而走向整廠整線輸出海外,建構智慧機械產業的生態體系。

沈榮津強調,所謂智慧化產線是強調水平、垂直整合相關系統:從掌握外部客戶關係(CRM)及水平供應鏈(SCM)建立起整合系統,再將企業內部資源計畫(EPR)、電腦整合系統(CIM)與製造執行系統(MES),強化垂直系統整合,逐步實現整廠智慧化、整線智慧化、單機智慧化及智慧零組件的目標。

未來,臺灣將有能力透過感測控制(Iaas)、聯網平台(PaaS)及軟體服務(SaaS)等面面俱到的智慧製程,達成大量客製、高效生產、自主決策及故障預測等目標,滿足客戶需求,提升產業競爭力。

工研院肩負重責 擘劃智慧機械藍圖

智慧機械發展方向目標明確了,接下來要做的則是如何帶領產業升級,重要目標便是以航太科技為出發。根據航空巨擘波音預估,至2034年全球航空業將有3萬6,000架商用飛機需求,市值高達5.2兆美元。臺灣工具機業若能與航太終端客戶合作,共同研發可供航太工業使用的工具機,一方面打進高價航太等級工具機市場、再方面可帶動國內產業聚落搶攻航太零組件市場,就有機會提升出口成長。

航太零件以精密機械及資通訊(ICT)產業為基礎,能同步結合智慧機械/機器人、網宇實體(CPS)、物聯、大數據及精實管理等技術,整體評估能發揮臺灣工具機產業鏈聚落的優勢,帶動相關產業一起熟悉智慧機械化的製程。

為了協助臺灣產業進軍航太科技供應鏈,臺灣航太產業正式結盟,成立了「A-I-M大聯盟」,由三大團隊組成,主要成員有A Team(Aerospace Team)的漢翔、長榮航宇;I Team(Intelligent Team)的工研院,及M Team(Machine Team)的臺中精機、百德機械、永進機械、麗馳科技、德大機械和臺灣引興等多家工具機大廠,跨領域整合廠商力量,鼓勵國產設備積極準備,以進入高階航太製造應用市場。

過去臺灣工具機產業面臨日本高階機種平價化、南韓、中國大陸中低階機種分食市場大餅,為免陷入低價競爭或是走向邊緣化的困境,政府勢必得帶領產業尋求新方向,此時發展航太機械正是時候。

單打獨鬥到團隊連線 增加勝率

工研院整合了工具機控制器的開發經驗,推出「工具機智能化軟體開發平台(VMX)」,不僅解決工具機控制器的聯網難題,更能透過系統整合數據,用科學化方式檢視產線問題並修正。
工研院整合了工具機控制器的開發經驗,推出「工具機智能化軟體開發平台(VMX)」,不僅解決工具機控制器的聯網難題,更能透過系統整合數據,用科學化方式檢視產線問題並修正。

以航太產業鏈為例,身為A-I-M 聯盟中I Team的關鍵推手工研院,扮演帶領工具機廠突破難題的關鍵角色,打造「試驗場域」,協助廠商開發出航空級加工技術與設備以及建置線上檢測平台,可進行快速量測、即時優化製程,縮短試製時間並提高製程效率並進行驗證;此外還能協助廠商在智慧製造及產品服務方面的產業價值再加強,為國產工具機打入高端市場提供助力,並促成航太製造產業鏈結及聚落穩固,讓臺灣航太製造在國際站穩腳步、更具競爭力。

航太產業為臺灣產業全面邁向智慧製造的要務,先是踏入工業4.0紀元的第一步,但要讓製造產業整體飛昇,要做的功課還很多。比方說,臺灣許多工廠都已自動化,但自動化前的標準化卻沒多加著墨,這也是臺灣企業亟於補足的一塊拼圖。

工研院整合了工具機控制器的開發經驗,推出「工具機智能化軟體開發平台(VMX)」,不僅解決工具機控制器的聯網難題,透過平台輔助廠商多項開發模型,舉凡運動模型、切削力學模型、誤差補償模型、可靠度模型甚至生產管理模型等,並能從控制器、感測器乃至人工操作過程中,獲得多元且龐大的數據,透過多台機器資料串聯,確保資料正確、並能即時傳遞,更能透過系統整合數據,用科學化方式檢視產線問題並修正,而不再是靠老師傅來找問題,也打破年輕員工經驗不足出現斷層的窘境。

行銷國際 鏈結歐洲大廠

臺灣智慧機械產業發展迫在眉睫,除協助國內企業升級,還需同步積極拓展國際視野、主動出擊。林佳龍出訪歐洲時就促成工研院與荷蘭重量級工具機業者IBS簽屬合作備忘錄,將臺中在地工具機廠商與歐洲大廠連結,共同推動國內工具機產業成長,未來也將積極促成臺中在地廠商與工研院、西門子展開三方合作,將臺灣卓越技術行銷國際。

蔡英文總統對智慧機械產業發展充滿信心,認為「大家是一個團隊,要一起加油。」政府有決心帶領機械產業跨足智慧製造新藍海。臺灣向來具備產業創新及迎接挑戰的能力,即便處於變化萬千的產業革新浪潮中,只要找回「適應力」和「創造力」,相信能從智慧機械製造思維中,獲得向上飛升的翅膀,在快速變遷的局勢中勝出。

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