智慧製造在金屬製品業之應用分析

刊登日期:2017/5/5
  • 字級

金屬製品業為台灣重要基礎骨幹產業,由於多為製造導向的中/小企業,重視成本與管理,目前正面臨中國大陸產品低價競爭及內需市場不振等衝擊。隨著物聯網(Internet of Things; IoT)、大數據、雲端運算、人工智慧等的運用愈來愈頻繁,金屬製品業的廠商也開始朝智慧製造(Intelligent Manufacturing; IM, Smart Manufacturing)發展,進而帶動傳統製造上的創新。

台灣金屬製品業的智慧製造轉型需求
根據Market & Market(2015年)的智慧工廠的應用市場統計顯示,汽車產業(Automotive)的應用市場規模最大,2015年約有204.3億美元,佔全球智慧工廠市場規模的40.4%,如圖一所示,預計至2020年市場規模將達到265.6億美元,年平均複合成長率為5.53%;電機/電子產業(Electrical & Electronics)為第二大應用市場,2015年市場規模約為132.8億美元左右,佔全球智慧工廠市場規模的26.3%,預計至2020年市場規模將達到173.6億美元,年平均複合成長率為5.66%;金屬/採礦產業(Metals & Mining)為智慧工廠的第三大應用市場,2015年市場規模約57.4億美元,佔全球智慧工廠應用市場的11.4%,預計2020年將成長至72.5億美元。

圖一、2012~2020年全球智慧工廠之應用市場規模變化
圖一、2012~2020年全球智慧工廠之應用市場規模變化

智慧製造在金屬製品業之應用案例解析
雖然,目前全球金屬製品業在智慧製造部份的投入尚不如汽車業或電子業般積極,但也有不少金屬製品業者積極導入智慧製造系統,藉由運用虛實整合或智慧聯網等技術,於產品設計、供應鏈管理、設備、製程、模擬或服務模式等導入整體智慧化解決方案,提供快速客製開發、產線即時因應與生產可預測之助力,建立產業快速回應多樣、多變量市場之效益,甚至做到製程中品質即時監測與回饋修正技術。
1. 設備端的智慧製造作法–鋁輪圈業與扣件業
(2) 世德工業導入智慧製造生產線
一般扣件生產製程包括盤元的球化處理、成形、搓牙、熱處理、表面處理與包裝出貨等9道工序,每個過程均需嚴密品管才能保證品質,尤其是目前一些生產環節仍須倚賴人工作業,使得實現產品瑕疵0 ppm的要求有其困難。為此,世德工業在導入智慧製造時,首先釐清從產品發想、模具設計、盤元材料選用、模具製造、成形模擬、扣件試量產到正式量產的每一個階段之智慧化需求,最後決定優先在模具製造與產品生產過程品質監測導入智慧製造相關技術。

在產品生產過程品質監測方面,由於扣件成形是影響產品品質最關鍵的環節,過去傳統人工巡檢週期為1~2小時,此期間已可能在近1,000顆生產的良品中混入瑕疵料,因而形成導入智慧檢測之需求。透過「成形製程即時感測技術」,智慧檢測材料成形與受力變化,對扣件成形鍛造壓力曲線進行嚴密監控,達到扣件成品品質的異常預警與資訊可視化,如此有利於在設備上對每一個扣件都進行檢查,可完全避免瑕疵品混入產線之中,提升成形成品的良率。另外,為進一步實現智慧預擬與分析,世德工業也將產線上感測資訊上傳至雲端管理系統,再加上「品質預測與虛擬量測分析技術」,提早掌握機台狀況,預估產品即將發生瑕疵的時間點,除可達到早期反應預警目的外,亦可在瑕疵品發生前排除臨時停機的可能性,有效安排問題診斷時程,避免無預警停機所造成的設備、模具、產品物料、供應鏈中斷損失。

3. 產品設計端的智慧製造作法–模具業
美商捷普集團(Jabil Circuit)是一家全球產品解決方案公司,為各行各業的電子和技術公司提供全面服務,透過豐富的設計、生產和產品管理經驗。在電腦週邊設備、數位印表機、事務機、數據傳輸、自動化及消費產品等多個領域,捷普集團提供從設計、開發、生產、裝配、系統技術支援,甚至到最終用戶分銷等優質服務。

捷普綠點透過自行開發的系統串聯上/下製程,形成軟/硬體相互融合的生產製造物聯網,做到每個系統都能相互溝通、即時監控,隨時都能找到問題主動通知或加以排除,使得生產流程更靈活、更彈性,以達到智慧製造境界。尤其是在智慧聯網方面,捷普綠點做到:①將工廠內所有設備、物料、成品都置入晶片,在生產過程中…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:葉哲政 / 金屬工業研究發展中心
★本文節錄自「工業材料雜誌」365期,更多資料請見下方附檔。


分享
為此篇文章評分

相關廠商