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工廠自動化系列一:什麼是自動化? 自動化可以做什麼?

游經輝 游經輝
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自動化涵蓋許多地方,如交通、能源、電信、製造、國防、設施等許多層面,資通 ciMes 製造執行系統自動化系列文章,將以製造端角度提供一些以 MES 系統到設備之間工廠自動化的說明與建議,例如:工廠要導入自動化之前有哪些需要評估?一般導入的驗證測試程序?自動控制相關技術則不在此系列討論範圍。

什麼是自動化?

一般定義「自動化」是以電子、機械等裝置取代部分或全部人工作業、提升人員製造能力、防止人員進行危險作業,藉由監控與控制一系列的步驟並提供產品或服務,因而製造設備本身或是環境監控也屬於工廠自動化的一環。

近幾年因工業 4.0 或是智慧製造等議題,使得自動化議題也變得火熱,自動化可以是智慧製造的一環,但自動化不等於智慧製造,例如:古埃及工程師即透過浮力做出第一顆控制器,智慧製造還須結合物聯網、大數據、AI 等技術才具備智慧的元素。自動化在重複性高、動作單純、危險性高的生產行為,產生的效益較高,也可理解為少樣多量的生產模式比較適合自動化,多樣少量並非不適合,只是自動化的可靠度與成本可能是個難題。

自動化可以做到無人產線

舉例而言,產線人員每日的任務就是上下料數百次,不須進行任何機台調校或是工件量測,此時可以機械手臂取代上下料人員,「機台加上機械手臂」就自成了一個自動化製造單元,一旦工廠自動化製造單元一多,接著面臨到的問題就會是,需要幫此製造單元補料令其稼動維持滿檔,就會需要有補料人員,因此可以考慮建置自動化物流系統進行補料,如輸送帶、OHT(Overhead Hoist Transfer,空中單軌無人搬運車)、AGV(Automated Guided Vehicle,無人搬運車)等,再延伸到庫房進出料,則可以開始考慮建置 ASRS(Automated Storage and Retrieval System,自動倉儲系統)。

所以進行自動化的過程,會逐漸看到人員的減少,如果人反而變多,可能要好好計算效益,也許效益本身是負值。因此,導入自動化前的評估雖會衍生出額外成本,但往往是自動化最重要的成敗關鍵。