智慧機械的定義

什麼是智慧機械呢? 簡單的說，就是讓製造業工廠內的機台設備，不要再『那麼笨了』。例如：機台設備透過自身可以掌控的數據，可視化協作優化作業；或當機台自身即將發生異常前，能提早預警。

智慧機械的三大訴求

依照經驗歸納，機台設備智慧化至少有三大訴求

1.對的生產

• 確保-對的工單/對的人/對的時間
• 確保-對的工裝(模具/治具/夾具)
• 確保-對的工藝參數
• 確保-對的原料
• 確保-生產時的穩定持續運作

2. 好的生產

• 生產排程要優
• 物料的卡料要少
• 工藝的參數優化(初始)
• 參數的動態優化調整(執行中)
• 機台工程的優化/自動化

3. 不要停

• 異常停機的風險要降低,例如機台故障
• 合理的架機時間,超過要通報
• 合理的上料時間,超過要通報
• 合理的下料時間,超過要通報

智慧機械應該要有什麼功能？

1.基本功能：原生的分級控管設計

首先是『對的生產』，也就是對生產的管控，這是最基本的要求。但傳統設備商總認為客戶最大，所以將運作的全部控制權都交給客戶，讓客戶自行運用。問題在於工廠客戶不是一個人，而是一群人。

例如：決定如何運作的是現場主管、決定運作參數的是研發單位，但絕大多數時間中實際操作機器者，卻是現場作業人員，而作業人員的素質卻常參差不齊，很難掌控。因此，若機台控制器的軟體缺乏『原生』的分級與內置管理機制，乍看之下，似乎是給製造業現場最大控制權與彈性，卻反而容易狀況百出。

又例如：機台設備生產前的調機階段，安裝對的模具很重要。但僅憑外掛MES軟體與SOP制度管控，是無法100%確保，難免會百密一疏，無法面面俱到、全面圍堵。這是因為不管外掛軟體如何強大，總比不上原生軟體來得周全。加上現場人員很懂『生命總會自尋出路』的道理，也難怪工廠內狗皮倒灶，各種狀況會層出不窮。

要想讓機台設備也能達到數位優化，將機台設備真正進化成智慧機械，就得改採設備原生智慧化。也就是說，製造業工廠得正視這個關鍵問題，並在採購規範中明列；而機台設備商也應該在設計階段，就把智慧化列入設計規格內。

這就像是產品的品質不是靠檢驗出來的，而是生產出來，甚至於是設計出來的一樣。智慧化也不是外掛出來的，而應該是原生設計出來的。這些原生數位優化的智慧機械，才能有效的與由上而下的智慧製造，上下合力，共同提升工廠競爭力。

原生智慧機械得自覺地肩負起『對的生產』的責任，例如：採用孔位與光電感測器，確保『對的模具』做為最後一道防線。又例如：塑膠業工廠，製造業現場管理上需要把試產階段與量產階段分開，收集各階段各自的數據，做為管理與優化使用。

然而傳統機台卻不是從這角度來設計，而是區分為手動、半自動與全自動三種模式。確實這是機台運作的基礎，但卻與管理上所需切分的模式對不起來。因此，機台設備商應該二者兼備，除了機械動作的手動、半自動與全自動之外，應該也得把試產、量產等管理模式，原生納入標準操作模式中 (當然也可以關掉)。

2.智慧能力：原生的主動式異常偵測

除了生產控管的上下搭配之外，智慧機台設備也應具備數位優化四階段的智慧化，比方說對機台內部所掌控的數據，具備原生主動式異常偵測。例如：加熱器，當加熱器損壞造成溫升明顯偏低異常時，智慧機械應該內置診斷機制，把這些機內就可以掌控的溫度、加熱器電流或開關數據，直接診斷與早期預警，避免損壞後造成更大的損失。針對這部分，將於下集分享一些作法。

下一篇，工廠數據全面整合，落實製造業數位轉型之路，將說明整合製造工廠中的IT(資訊技術, Information Technology)數據和OT(營運技術, Operation Technology)數據後，如何做到製造業的數位轉型？

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文：曹永誠  責任編輯：楊于嫺

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專家：曹永誠

目前任職於鼎新電腦，深耕製造業自動化與大數據領域逾25年，專精於先進製程控制(APC)、智慧機台控制系統、機器人自動化、智慧能源管理等領域。實務輔導百餘家製造企業之智慧製造藍圖規畫與軟硬體整合應用。