从汉诺威展看商机－智慧制造应用由汽车3C扩至民生商品

来源：网络时间：2016-05-26

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从汉诺威展看商机－智慧制造应用由汽车3C扩至民生商品

2016年05月24日 04:10 工商时报

熊治民

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从汉诺威展看商机－智慧制造应用由汽车3C扩至民生商品

当工业机器人价格逐渐降低，教导方式日趋简便，将会从以汽车、3C產品组装產业，向零组件与民生商品制造业扩散。图／路透

从今年德国汉诺威工业展观察，智慧生產系统、机台与关键零组件预测性维护、协同合作机器人等智慧制造应用方案，逐渐从示范展示系统转变为具实用性的產业应用解决方案；当工业机器人的价格逐渐降低，教导方式日趋简便，将从以大企业为主的汽车、3C產品组装產业，向以中小企从业为主的零组件与民生商品制造业扩散。

自德国提出工业4.0（Industry 4.0）后，汉诺威工业展几乎成为德国產学研界最新智慧制造技术与应用方案的展示舞台。今年德国Bosch、SAP、Siemens、Festo、KUKA等主要软、硬体与系统发展厂商，均展出与工业4.0应用相关的新技术、產品与服务，进一步预测未来智慧制造应用的发展趋势，包括智慧生產系统、机台与关键零组件预测性维护、协同合作机器人。

其中，Bosch Rexroth（属Bosch集团）、Festo、SAP、Beckhoff等公司，及SmartFactoryKL（德国人工智慧研究中心DFKI主导的智慧工厂技术与產品发展验证平台组织）、SmartFactory OWL（德国Fraunhofer研究院及OWL大学共同合作的智慧生產系统研究中心）等研发组织，均进行多项智慧生產系统展示。

打造新世代生產系统

这些智慧生產系统结合机器人、自动化周边、RFID与其他感知装置、机对机（M2M）与物联网（IoT）、巨量资料（Big Data）、扩增实境（AR）等技术，形成具备精实、敏捷、弹性、自适应性与智慧化人机互动特性的新世代生產系统。

例如Bosch Rexroth展出模组化生產系统，採用模组式箱型工作站架构，让制造企业能依据实际需求，快速建立具备制造、检测、组装（自动与人工）等功能的弹性化生產线。并提供以下多种效益：

●以模组化架构增加系统生產弹性。

●藉由即时资料传输，让整体生產系统资讯更透明化。

●藉由大型触控平面显示器进行机台运作状态监控与参数设置，增加生產系统可用性。

●透过RFID、人员手势动作辨识、组装资讯即时投影等技术与元件，建立智慧化人工组装辅助工作站，提高人工组装效率与品质稳定性。

●使用基于模型之工程技术，让生產系统在制造新规格產品时更快建立必要的控制程序，减少机台閒置时间。

机械设备维护是制造体系运作的重要工作项目，目的在排除设备或避免设备故障，提高可用性与效能，因此设备维护本身就是一项极大商机。一般机械设备维护策略有3种：

●反应性维护：依据机器设备发生故障实际状况找出原因，进行修护。

●预防性维护：依据设备制造商的建议时程（频率）及维护内容进行；或依据既定时程的设备检视结果，制定设备维护方案。

●预测性维护：透过重要设备性能参数与可能导致故障关键因素监控，预测机台未来可能发生故障的时间，依此拟定对正常生產影响最小的设备保养时程。相较于反应性维护与预防性维护，预测维护透过更合理的维护成本确保机台设备可用性。

然而，实施机械设备预测性维护需运用大量资料建立关键参数与设备性能、寿命间的关联性模型。过去制造业会透过有经验的技师与工程师，藉由检查设备与重要零组件来推断机械设备磨损程度，作为后续保养及更换零组件的依据。

随着感测器、物联网、巨量资料分析、机器学习等资讯技术与应用系统发展，业界透过这些新技术可对更大量的设备运作资料进行自动化分析处理，并產生设备健康状态评估报告与预测性维护建议。

今年汉诺威工业展在一个与自动化相关的展馆中，设置预测性维护技术与產品专区，展示预测性维护在工具机、大型马达带动的装置轴系、风力发电系统、液压系统等高价值机械设备与关键元件应用。其他非专门展示区的参展厂商也展出相当多预测性维护系统与应用。

如SAP与Kaeser Kompressoren应用于空气压缩机运作，微软与Rolls Royce应用于客机喷射引擎。台湾上银公司展出具有预测性维护功能的滚珠螺杆；工业电脑大厂新汉公司则展出可应用于冷冻空调设备，与其他机械设备的预测性维护物联网与云端平台解决方案。

协同合作机器人

成为关键新品

德国建构工业4.0制造生态系统，非常强调人机共工。工业4.0要建立的并非无人化工厂，而是一方面将单调、重复、危险性高的工作转由机器人或自动化设备协助完成，另方面透过多元化、智慧化人机介面与决策辅助系统，让劳工能专注在价值性更高的制程工作上。

在新的智慧生產体系，机器人会与人员进行更近距离的接触与合作，是协同合作机器人逐渐成为各国工业机器人厂商关键性新產品的主要理由。

今年Bosch、KUKA、ABB、Kawasaki、THK、pi4_robotics、Rethink Robotics等，都展出具人机协同合作能力的双轴工业机器人。Bosch更以模拟生產线展示人员与机器人共同进行產品组装的实际情境。

在智慧制造体系中，机器人的使用方式会越来越多元。例如KUKA以机器手臂自行操作切断机，将木棒切成需要的大小，再插入木条的孔洞，完成一个木制围栏。

这也显示当工业机器人价格逐渐降低，教导方式日趋简便，将会从以大企业为主的汽车、3C產品组装產业，向以中小企为主的零组件与民生商品制造业扩散。

从今年德国汉诺威工业展整体產出内容观察，可以发现：智慧生產系统、机台与关键零组件预测性维护、操作更简易的智慧化工业机器人及协同合作机器人等智慧制造应用方案，逐渐从示范展示系统转变为具实用性的產业应用解决方案。

（本文作者为工研院IEK ITIS计画產业分析师）

(工商时报)

关键字：机器人、智慧

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