台达提供
台达与微软、远传电信、PTC合作,在桃园龟山工业区一间工厂导入5G专网,建立5G示范产线,以5G的高速传输、低延迟,结合自动插件机、 AGV、AMR及AR示范智慧化生产环境。
去年国内迈入5G时代,远传、台达电、微软、PTC便对外宣布将联手建立5G智慧工厂示范,今天台达电终于对外展示合作成果,位于桃园龟山厂区的5G专网示范产线,让外界一窥5G如何提升智慧制造。
台达总裁兼首席运营官张训海表示,自动化在制造业已推行很久,然而,过去的自动化是大量生产的自动化,现在及未来的自动化,是多种少量、弹性化生产的自动化,是制造业梦寐以求的,但大量的自动化容易实现,而少量多样的自动化却是困难的,以一天换线超过十次为例,每次换线若花费半小时到一小时,就会浪费相当多的时间,是非常不经济的,也是少量多样较难以做到自动化生产的原因。另方面,过去全球制造是集中生产,未来制造是分散生产,移到市场所在地生产,就需要智慧化、弹性生产线。
此外,由于生产自动化需要连线,才能作精密控制,过去是以有线为主,因为无线不可靠,无法即时上传资讯作精密控制,张训海指出,5G的出现改变情势,不只是固定式的机台,移动式的机台也能连线,过去AGV为固定式,现在可以搭载机械手臂,随产线调整移动,做到过去不能做的,都需要无线来处理,加上VR、AR的人机协作,提供远距教学、机器维修、送料,AIoT加上边缘运算、5G能容易建构智慧化工厂。
台达从1995年开始推动自动化,2017年就开始推动转型,朝智慧化制造发展,在全球超过20个厂区陆续进行产线的汰换升级。台达也说明该公司的智慧制造六大关键概念,简单化与合理化(Simplify)、标准化(Standardize)、模组化(Modularize)、数字化(Digitalize)、虚拟化(Virtualize)、自动化(Roboticise),以简单化与合理化作为智慧制造的基础,避免自动化设备的设计过于复杂,以标准化、模组化研发各种软硬件,有系统的开发之下,可重复再利用,省下重复开发,数字化、虚拟化则能降低实体测试的次数,降低成本。
今天展示的5G智慧工厂,为位于桃园龟山工业区一间变频器制造工厂,主要生产工业用向量控制变频器,台达和三家合作伙伴,在工厂内一条产线导入使用3.5GHz频段的5G专网,建立一条5G示范产线。台达指出,经过三个月上线实测后,这条产线人均产值提升近7成,产线产值初期提升75%,该公司预估一年内可回收投资,并提升制造竞争力。
为了监控设备、营运管理,台达在工厂设置智慧制造战情中心,他们利用5G的大规模物联网连线,搜集各产线生产设备、管理及营运数据,供管理者在远端掌握资讯,调整决策。
另外,因应少量多样、产线换线频繁,以Azure云端平台为基础,结合生产环境的AIoT,搭配微软Hololens及PTC的Vuforia,台达将MR混合实境、AR扩增实境用在仓储备料、产线组装、设备维护、生产线稽查,例如在仓储管理上,以MR引导工作人员仓储路线、料架位置,以缩短入库及备料的时间;在产线上,引导作业人员操作程序、稽查产线,生产线上设备也能利用MR,提供远端的设备维护协助。
作业人员依照Hololens的指引,到指定的货架储存物料:
戴上Hololens,可以了解产线上每个机台的运作情形:
运用AR进行设备的维护:
以Hololens的产线运用为例,根据现场的解说,作业人员戴上Hololens后,通过虹膜验证,确认产线人员身份后,再载入对应的步骤指引。在实际的产线作业区上方也设置摄影镜头,侦测组装程序是否有异常,一旦发现程序错误即暂停组装流程。
在自动化生产上,示范产线运用他们自行研发的自动插件机(Rapid Transformable Machine,RTM)取代人工插件,提高产线的自动化,自动判别组装需要的料件,结合5G网络,加速治具的更换,提升产能。
在这条示范产线上,AGV无人搬运车不时往来于产线之间,代替传统作业人员的人工搬运作业,目的在提升效率:
在智慧工厂内,也利用5G的高速传输,让AMR自主移动机器人搭配机械手臂,能自动侦测环境、即时控制,让AMR在设定的区域空间自主移动。
台达并没有透露5G专网建置成本,而此次和远传、微软、PTC合作为示范性的专案,未来需要评估以决定是否扩大产线,在更多产线上导入5G。该公司表示,导入5G在生产环境的效益,除了让过去定点使用的机械手臂,未来可透过AMR弹性移动,另方面因为采用5G专网,相较Wi-Fi较为安全,且因为智慧化工厂需要大量视觉化资讯,大容量带宽5G可满足需求。
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