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机械资讯 738期

机械公会智慧机械示范厂—百塑企业董事长胡永进

采访,摄影/许淑玲
台湾机械工业同业公会 专员

胡永进:智慧机械+智慧制造跨步走
新创智慧机械系统整合商 智慧好帮手
百塑企业董事长胡永进(也是台湾机械工业同业公会北区副理事长)表示,两年前政府提出「5加2产业创新计画」,其中「智慧机械产业推动方案」是5加2产业创新计画当中,第一个通过行政院核定的方案,而智慧机械就是5加2的代表产业。(注:百塑为机械公会智慧机械示范厂之一。)

智慧机械技术推叠迈向智慧制造—智慧专业运动鞋材产线开发计画

2017年百塑获得经济部「产业升级创新平台辅导计画」(智慧机械产业领航计画)经费补助,计画名称为「智慧专业运动鞋材产线开发计画」,为期两年半,现在是第一年,因为这个计画具有技术扩散性效果,可应用在其他产品的生产,具有指标性。
全案除了与客户欣展工业(特殊运动鞋材厂)合作外,也有法人研究机构精密机械研究发展中心,负责品质检测,建立模型;也和中原及逢甲大学进行产学合作,达明负责机械手臂的开发,还有其他周边设备及关键零组件由台湾业者共同投资开发及生产,全案研发经费7,000多万元。期望能够带动相关智慧机械产业的蓬勃发展,提升整体产业的国际竞争力。「智慧专业运动鞋材产线开发计画」是特殊运动鞋材—有鞋钉的鞋大底生产,将鞋钉放入模腔射出,加入橡胶的LOGO,再射出整个鞋大底。三台机连线成一个智慧自动化生产线(一个CELL)。其中六轴机械手臂与广达子公司达明合作开发,把摄影机植入机械手臂中。因为LOGO是软性的橡胶,ROBOT要取软的东西不容易,很有挑战性。
2017年台湾机械设备出口值256亿美元,较上年同期成长21%,创下历年新高纪录;若以新台币计算,出口值达7,800亿元,较上年同期成长14%。2017年机械业破兆元产业目标,除了机械产业自己的成长,其中电子机械,尤其是面板业的机械设备出口到大陆成长很多,也贡献不少。
2018年1~5月台湾机械设备出口值达到112.4亿,较上年同期成长15.5%。2017年台湾射出机出口2.8亿美元,较上年成长5.2%。胡永进表示,目前整体机械出口仍然表现良好,工具机及自动化相关的零配件还在缺料(货)。百塑和3C产业关连性较大,所以2017年没有特别好。自2017下半年开始3C产品需求衰退,智慧型手机的成长处在高原期,消费者「不再追求快速换手机」。预测2018年微幅成长或持平,胡永进说:「我是觉得不好」。
百塑设备主要应用产业是3C、手机及汽车产业最多。市场分布:大陆35%,越南第二大,东南亚(越南、泰国)、欧洲(法国、西班牙、德国及义大利),美国、印度。越南很多台商去设厂,单机的鞋材射出机卖得不错。主要竞争对手为:日本、德国及中国大陆。胡永进表示,从2009年到2018年,总体经济维持向上成长趋势,可以说维持了10年荣景,现在回档修正 还算正常」,等回档到一定程度,自然会再慢慢回升(上去)。

成立智慧制造系统整合新创公司

百塑的智慧制造系统的概念很早就成形,从2012年开始展出,利用机器人把机器串起来,展出螺丝起子二次,手机支撑架一次。这次是可以混线生产螺丝起子,生产二种不同握把的螺丝起子)。现在几乎每家厂商都有用机械手臂搭配展出。胡永进说:「百塑这次有不一样的想法,到展场看就知道了!」
百塑的工程部门约40人,有机构、电控、设计、油压、射出、自动化、软体等人才。因为智慧机械增加很多人,机械系、电机系、资工系等。在发展智慧机械及智慧制造遇到的主要困难是跨领域整合的人才不足。百塑利用技术堆叠增加智慧元素,在2018年年初成立系统整合公司,可以说是一个新创的公司约6~7个人,已开始运作,对外接案。
主要帮助客户规画整套自动化、智慧化的生产线;但只限射出领域的自动化与智慧化的系统整合。这也是因为智慧机械及智慧制造效益发酵,带给公司不同以往,新的商业模式。
智慧自动化生产线的技术有扩散效果,不限单一产品的应用,例如:厂内正在试产钮扣射出机,可以自动换模,少量多样生产;也可快速换料管,生产不同颜色的钮扣。

智慧生产设备与系统-百塑IM4.0

德国产业界在2011年4月提出工业4.0(Industrie 4.0)概念;随后德国政府开始透过各种合作与研发计画,系统性的研究相关技术及建立应用模式,使得工业4.0成为一门显学。工业4.0的概念主要是由智能系统及网路实体化系统所组成,藉由两者结合而衍生出全新的生产管理模式。
德国塑胶机械是执世界之牛耳,在智慧机器提升稳定性方面有三个发展方向:1.主动支援:藉由智慧锁模控制来设定最佳锁模力;2.自动支援:藉由智慧重量控制来对品质浮动进行补偿;3.回馈控制:藉由智慧震动控制来精切定位。在工业4.0的发展是以智慧产品、智慧机械、智慧制造和智慧服务做为各公司发展的方向和目标。
百塑针对工业4.0的概念下提出完全自主开发,专属百塑设备的智慧型自动化与生产力4.0,自主开发的系统包括:自动化整合生产、中央监控整合系统及电脑辅助射出成型参数设定专家系统。除了多部机器整合和自动化外,将机台、自动化与周边设备连网通讯,使中央监控能对所有生产设备提供即时通讯,提供使用者完整的生产资讯,运用IoT(Internet of Things)提升效率和产品的附加价值。
百塑自2012年起,持续建立符合工业4.0的射出成型机,在2016台北国际塑橡胶工业展,百塑以IMES IM4.0射出成型智慧生产系统,参加 [研究发展创新产品]竞赛,获得所有参赛作品唯一的智慧机械奖。
射出机监控及资料收集系统
百塑智慧工厂建立是从资料采集中央监控管理开始,射出机监控及资料收集系统建置:监控工厂内所有可连线的射出机和辅助周边设备,管理各射出机的作动状态及生产排程;藉由点选生产总览页面,可得知各射出机是否在生产,各产品生产进度是否符合预期,追踪手动状态的机台原因,对于停机未使用的射出机,可列入生产考量。
生产总览可作为成型看板使用,生产管理人员可轻易地得知机台状态,做出合适的生产调整,改善射出机稼动率、提升生产效能及人员绩效。
射出成型产业在智慧制造的发展
传统制造产业面对全球化竞争,大陆制造快速崛起,不仅在大陆市场竞争,战场甚至扩展到全球市场,加上大陆人力成本上升,因应高龄化及少子化,企业为求继续生存与永续经营,必须思考往智慧制造和服务方向前进,如何改革和转型?如何从工业2.0迈向工业4.0?从客户端(设备使用者)来看:导入自动化生产、导入弹性生产(少量多样生产),运用资讯科技,快速交货、提高产品的附加价值⋯⋯从设备制造者来看:从单纯的生产设备到具备智慧元素设备(射出成型机智机化)到实际导入生产,包括:专家系统、资料收集与数据分析(生产数据及感测器量测数据)。
射出成型设备智机化
将智慧成型参数、机台自动化制程连结,加入排程系统为实践无人化生产管理系统做准备。利用通讯技术与网路虚拟空间的结合,将制造制程带入智慧化生产的变革。缩短问题排除时间,快速生产制程。
主要功用为收集成型机运作中的资料,达到辅助生产监控、资料分析及射出机管理的作用。利用分析资料进一步对产线作排程管理。在试模阶段提供客户:射出参数专家系统及成型缺陷解决及成型参数修正方法。在量产阶段提供:射出机监控和资料收集系统建置,以及制程品质监测与改善。

智机产业化暨IM4.0智慧助手

2018年, 百塑以智机产业化(Industrialization of Smart Machinery)为目标,扩展百塑射出成型机与它家射出成型机的应用差异。
百塑推出IM 4.0概念,IM 4.0指的是Injection Molding 4.0意指射出成型结合工业4.0。百塑以自身在射出成型业界的经验,为射出成型业者量身订制一中央监控式生产管理系统及符合工业4.0的射出成型机,实践射出成型机周边整合控制系统,及自动换模系统整合自动化生产,来呈现生产力4.0的应用趋势。IM 4.0即将在2018年台北塑橡胶工业展亮相,势必成长为展会的亮点之一。
百塑的智慧成型(IM4.0)包括三个系统:中央监控管系统(IMES)、自动化整合生产系统(IPROCESS)、射出成型参数系统(ICAM)。智动化塑橡胶成型机械及其周边设备与系统包括:控制器、智慧机上盒、软体、机器人、感测器、物联网等。
IM4.0的创新性:百塑从单机制造到单机智慧机械到智机产业化的研发历程,推出弹性智慧化自动生产单元结合ICAM射出参数专家系统及IMES中央监控式生产管理系统,来实践工业4.0的应用趋势。
由三台成型机、换模机二台、六轴及四轴机械手臂、三个模具、起子暂置组装台、自动化平台、安全围篱等组成一个智慧自动化生产系统。
在机能与实用性方面:百塑以自身在射出成型业界的经验,为射出成型业者量身订制符合工业4.0的射出成型机及弹性智慧化自动生产单元,并推动其产业应用。展示弹性换线生产,有二种不同的螺丝起子。
在美学设计方面:采用图形化及直觉式操作介面,具美学设计的友善的人机介面操作系统。
在结构品质与精度方面:结合程式控制设计,以获取资讯传输有无遗失或误判之资料,增加生产管理资讯透明化,但不影响机台的安全性。
射出机监控及资料收集系统建置:包括MES、IoT设备联网、远端监控、看板管理、产品质量分析、设备维护提醒、自动报表生成、参数管理、参数表自动生成。达到:1.生产管理与稼动率,2.参数模组,3.SPC资料,4.远端机台连线(VNC),提供:远端监视–远端连线至射出机台的操作页面,及远端维护。5.E-mail异常通知,6.故障预警,7.远端维护等功能。
在生产管理&稼动率:提供有网页版及行动装置如手机、平板版本。
智慧自动生产系统融入工业4.0要素,包括:周边整合、自动化及中央监控式生产管理系统,以实践符合工业4.0的射出成型机。(有专家系统/智慧应用、系统整合/弹性自动化、IoT联网/远端维护)。
射出成型机结合弹性智慧化自动单元及ICAM射出参数专家系统及中央监控式生产管理系统,近年来已成为趋势。目前智慧自动生产系统洽谈中的个案包括:
—脚踏车零件制造商,导入射出机联网系统
—马达制造商,洽谈自动化系统整合解决方案
—感应器制造商,洽谈自动化系统导入暨射出机联网的解决方案
—医疗元件制造商洽谈自动化系统整合暨射出机联网的解决方案

以亚洲第一立式射出机厂为目标

立式射出机主要生产嵌入式产品,是高度自动化及客制化的设备。百塑是立式射出成型设备领导厂家与嵌入射出成型技术最具代表业者之一。在射出机领域,提供多样化的成型对策、制造系统创新设计和制造,以及全面性的技术支援服务,包括:塑胶、橡胶、陶瓷与金属等其他产业的顾客。
胡永进说,百塑以成为亚洲第一的立式射出成型机械专业厂为目标。
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