传感器让工业生产四大痛点有解

2017-12-05 17:23:59 来源:新电子
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虽然工业3.0让制造业进入自动化生产的时代,但目前制造业在日常营运上,还是有许多挑战跟难题亟待解决。感测技术将是这些棘手难题的有效解答,而且效果可说是立竿见影,因而促成了工业感测市场的兴起。


工业4.0内涵包罗万象,处在不同领域的业者,对工业4.0概念往往有不同的诠释。事实上,工业4.0本质上就是个结合机械、机电与资通讯技术等跨领域专业的概念,因此,个别厂商对此概念的诠释有所出入,本来就无可厚非。


然而,为避免陷入瞎子摸象的危险,在思考工业4.0时,应该先厘清最根本的问题:工业(制造业)到底是由哪些环节所构成?现阶段这些环节各自面临什么挑战,又有何因应对策?从这个基础出发,才能把工业4.0彻底想清楚。


工业生产四大痛点有解
工业生产是由四大基本环节所组成:加工、组装、检测与物流,制造业者的工业4.0到底是什么?相关转型该如何规划与执行,轮廓便会清晰起来(图1)。

 

图1 工业生产四大环节与目前所遭遇的问题。


资料来源:工研院IEK 在加工环节,所涉及的设备型态主要是各种工具机与帮浦、马达等厂务机电设备。对制造业者而言,现阶段在加工环节所遇到的最大问题,主要来自设备零件的老化跟自然损耗,导致生产线所制造出来的产品品质逐渐劣化,甚至在设备无预警故障时,所带来的巨大损失。


为了解决这个问题,许多设备业者都开始推出各种感测、监诊方案,试图在机台设备故障前提供一定的预警机制,甚至更积极地将感测技术应用在制程管控上,在产品品质逐渐劣化,甚至已出现瑕疵品时,就在第一时间提出警告,而非等到品管阶段才来把关。因为,当瑕疵品进入品管流程时,前段机台恐怕已经生产了大批瑕疵品。


至于在产品组装环节,目前制造业者所遇到的最大问题在于人工作业难以彻底标准化、产线缺工。为此,很多业者开始导入机器手臂,希望借此减少生产线的人力需求,不过,对某些需要精密作业的产业来说,目前的机器手臂在精准度方面仍有不足。


有鉴于此,近来开始有机器视觉跟工业相机业者与机器手臂厂商配合,利用机器视觉技术来引导手臂运作。这种新一代的机器手臂又称为视觉引导机器人(Vision Guided Robot, VGR)。在机器视觉的辅助下,这些机器手臂不再仅按照预先编写好的程式码来运作,同时也会参照视觉检测的结果来控制其运动,因此可以执行更多对精准度要求更高的任务。


在品管检测方面,可以分成产品品管与厂务巡检两个次领域。产品的品管工作传统上是由人工作业,因此跟产品组装一样,会出现难以彻底标准化的问题。而且,随着终端产品越来越讲求轻薄短小,所使用的零组件或元件已经细微到必须靠放大镜才能看得清楚,因此,很多产品的品管检测需求已经超越了人类眼力可以负荷的范围。

 

 
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