工廠有效導入智慧製造技術

工廠有效導入智慧製造技術

丁振卿
機械工程系教授兼系主任 / 中德技術合作研究會理事長
chchting@ntut.edu.tw
cct.me.ntut.edu.tw // cdg.com.tw
None - Fade - Slide - Convex - Concave - Zoom(2019.10.02)

報告大綱

企業想要達到的目標
智慧製造（工業4.0）智能技術
北科大機械系工業4.0實務技術分享

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企業想要達到的目標

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企業想要達到的目標

減少冗員浪費
減少人力使用
確保人員準時上下工與定位
避免人為出錯
準確計算工資
準確掌握物料及產品庫存
零庫存及產線零庫存
生產過程自動清點物料與產品
產品生產履歷自動產出
生產過程準確自動配送原物料
提高機器設備稼動率
提高產品良率
不良品樣式及原因統計分析
QC結果自動回饋機台補正
數位化傳承師傅技術
減少不良品產出
準時交貨
智慧排單
客制化生產
上中下游連線

智慧化管理與產銷

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智慧製造（工業4.0）智能技術

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Mercedes Benz智能工廠

工業4.0智能工廠強調人機協同作業達到智能產銷！！

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智慧製造（工業4.0）智能技術導入三步驟

智慧管理 => 智慧機台(產線) => 智慧製造

智慧管理： CPS、ERP、AI視覺、智慧排單

智慧機台(產線)： MES、SPC、AOI、自動化、智慧倉儲、自走車

智慧製造：上、中、下游的連線

先從面的管理再到線與點的打通達到智慧製造

Outline CPS, 產銷管理資訊戰情指揮中心

Outline CPS(Cyber-Physical System 網宇實體系統)

CPS簡單說，就是遠距監控能力，人、機、物料的遠距監控，工廠透過CPS監控可有效提升機器設備稼動率及達到產線零庫存。

以年產值10億的工廠為例，1%機器設備稼動率提供1千萬產值貢獻。

資訊透明可以有效減少冗員浪費。

上、中、下游連線可以確保準時交貨。

顧客可以隨時了解生產進程。

Outline 資料取自TEXAS A&M University Prof. Hsieh

Outline 台積電工業4.0（生產指揮中心，MCC）

Outline 漢翔工業4.0（彈性比自動化更重要）

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北科大機械系工業4.0

工業4.0 = 智能技術

工業4.0 ≠ 第四次工業革命

工業4.0智能工廠 = AI數位管理工廠

工業4.0智能工廠著重在上、中、下游的連線

工業4.0強調的是智能化，不是只有自動化

工業4.0初期以人機協同達到自動化，把人當機器用

人依指令動作不思考，可減輕工作負擔，降低公安風險

先智能化再自動化，或同步進行。

工業4.0著重上、中、下游連線

Outline 北科大智能工廠 –取自SRAM林孟輝總廠長

APS=Advanced Planning Schedule;
PLM=Product Lifecycle Management;
ERP=Enterprise Resource Planning;
CAPP=Computer-Aided Process Planning;
SCM=Software Configuration Management;
LMS=Learning Management System;
SPC=Statistical Process Control;
OEE=Overall Equipment Effectiveness;
QMS=Quality Management System;
WMS=Warehouse Management Systems;
PMS=Performance Management System;
SCADA=Supervisory Control And Data Acquisition

Outline 北科大智能工廠 –取自SRAM林孟輝總廠長

生產與管理以資訊化、透明化、即時化、防呆化，達到智能化目標，
提升品質(Quality)、效率(Efficiency)、成本(Cost)優勢，創造高價值生產流程。

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導入工業4.0旨在為公司創造價值

也就是幫公司賺錢

工業4.0包含許多元素

工業4.0的元素不是為了導入而導入

導入後有成效的元素才導入

不必陷入工業4.0的名詞迷失！！

Outline 工業4.0智能技術是不限領域的發展趨勢
所有工廠都將被迫或主動導入
工業4.0智能工廠是上、中、下游的連線
自認不需或尚不能導入工業4.0的工廠
只有兩種情形：

對工業4.0的定義非智能技術，而是第四次工業革命
等待被淘汰

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北科大機械系工業4.0實務技術分享

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北科大機械系工業4.0

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智能工業生產教學工廠

Outline 北科大機械系智能長照中心建置

Outline 智能產銷植物工廠建置

Outline 學習企業 -
SRAM(世界最大高階自行車變速器製造商)

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一間進步的工廠：產值大、員工少

速聯(SRAM)：21年前年產值約15億台幣，員工數6千多人；
2018年的年產值達200億台幣，目前員工數約2400人。

Outline 智能工業生產教學工廠3D規劃圖

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智能工業生產教學工廠 – 生產標的物

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雖然雲端資料庫技術為工業4.0智能工廠的核心技術，
一般容易被認為應該由資工人來主導

但是

我們的經驗，由懂硬體的機械工程人，
透過學習軟體再來主導建廠比較容易成功！！

Outline 智能工業生產教學工廠 - 外觀

Outline 智能工業生產教學工廠 – 自走車

Outline 智能工業生產教學工廠 – 加工區

Outline 智能工業生產教學工廠 – 加工區

Outline 智能工業生產教學工廠 – 量測區

Outline 智能工業生產教學工廠 – 組裝區

Outline NVIDIA® DGX-1™ Tesla V100 96X超級電腦機器學習

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雲端伺服器建置

虛擬CPU	：	VirtualBox
系統	：	Ubuntu
網頁伺服器	：	Apache
資料庫伺服器	：	MySQL
資料庫存取語言	：	PHP
檔案資料分享	：	OwnCloud
網頁控制語言	：	HTML, PHP, CSS, JavaScript, Python