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標準化/新概念導入並進 工具機產業展開數位轉型
2019年台北國際工具機展是觀察台灣工具機產業發展趨勢的重要指標，作為智慧製造後進者的台灣廠商，試圖用標準化的做法切入，德系兩大領導廠商--博世集團(Bosch)與西門子(Siemens)，則已經跳脫純工具機的範疇，談整廠生產線的全面數位化與自動化。
軟體整合標準問世 助工具機產業邁向智慧製造
為加速工具機產業實現智慧製造，智慧製造聯網數據加值聯盟(SMDVA)發表「智能化工具機軟體整合標準」，此標準讓工具機擁有共同的數據傳輸標準、解決工具機無法互相聯網的窘境，有益機台智慧生產。該標準整合工業物聯網國際主流標準「OPC統一架構(OPC UA)，以及參考德國工具機製造公會(VDW)標準，並加入台灣產業界需求，協助台灣工具機接軌國際標準、提高競爭力。
根據市調機構MarketsandMarkets的資料顯示，全球智慧製造市場規模預計到2023年將成長至2,990億美元，2018年至2023年的複合年增長率(CAGR)為11.9%，智慧製造商機龐大。因應未來趨勢，製造業希望導入工業物聯網(IIoT)技術，提高生產效率、降低成本，推動智慧生產提高競爭力。
對此，智慧製造聯網數據加值聯盟首任會長暨工研院機械所所長胡竹生表示，過去工具機產業沒有共通的數據傳輸標準，僅由工具機控制器商或工具機廠，各自建立數據傳輸標準，不同品牌或型號的機台彼此各說各話、無法互相溝通，不利產業發展工業物聯網。為解決上述問題，聯盟開發「智能化工具機軟體整合標準」，讓不同工具機及上層監控系統有共同語言來交換資訊，彼此聯網進行直接雙向的溝通，協助傳統製造業升級，迎向智慧製造。
胡竹生進一步說明，智能化工具機軟體整合標準的優勢是採用國際主流的OPC UA作為數據傳輸標準、更參考德國工具機製造公會的標準及加入台灣產業界需求，由聯盟與國內業者合作所開發出的資訊模型。工具機導入此標準後，能顯示跟蒐集不同機台的聯網資訊，如機台名稱、即時運作狀態和實際參數、壓力、溫度等，省去人工輸入參數排程的繁複手續，有助讓機台自動智慧參數調校與優化，提升製造效率和品質，以因應新世代少量多樣的訂單需求。
新代科技公司總經理蔡尤鏗則指出，雖然台灣目前在全球設備或零組件供應鏈中，扮演舉足輕重的角色，但對於過程資訊的串聯和分析，卻仍然十分薄弱。其中「共通資訊模型的訂定」及「應用生態系」的建立，是目前最迫切需要的。而智慧聯網聯盟的連結和成果，就是希望可以補足「共通資訊模型」的不足，讓溝通成為標準化，並接軌國際。
蔡尤鏗認為，台廠中小企業眾多，開發能量相對分散，因此如何吸取國際經驗並發揮綜效，建立「應用生態系」，快速累積經驗，是最可行的路。相信透過聯盟整合產學研，可以讓台灣智慧製造的整體應用水平快速向上提升。
據悉，目前聯盟免費開放業者使用智能化工具機軟體整合標準，並預計將此標準先由工具機控制器商開始試用，未來將進一步推廣至下游的工具機業者，目前工具機控制器廠商新代公司已導入此標準，並結合研華WISE-PaaS平台，期許藉此提升生產效益，快速邁向工業4.0。
驅動/物聯方案齊發 光寶力拓工控市場
為擴展工控市場版圖，並提升競爭優勢，光寶科技未來將聚焦驅動控制技術，2019年除將陸續發布變頻器、伺服器、運動控制器等新品外，也將透過工業物聯網(IIoT)解決方案，協助製造業者順利走向轉型「智慧智造」的第一哩路。
光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰(圖1)表示，光寶於2014年成立工業自動化事業部門，在過去五年的時間裡，該公司已經形成變頻器、伺服系統、人機介面(HMI)和運動控制器在內的一系列相對完善的自動化產品體系。而面對競爭激烈的工業自動化市場，該公司有一定的電源和驅動技術經驗，同時也有許多工廠可進行自動化產品的先行驗證和測試；這些都是光寶科技的基礎優勢，而未來該公司聚焦驅動控制技術，投入更多資源於驅動控制產品開發，提升其性能及功能，藉此提升競爭優勢。
圖1 光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰表示，光寶除了推出硬體，也將從服務的角度切入智慧製造市場。
像是光寶科技近日便發布全新ISA-7X伺服系統，整套系統包括伺服驅動器、伺服馬達、電纜及相關配件，功率範圍從100W至2kW，產品功能齊全，性能優異，可滿足包裝、3C、紡織機械等不同產業應用需求。
據悉，ISA-7X伺服系統之濾波功能能抑制機械振動，其內建的ISA-Pro調試軟體，可讓參數設置及調試更加便捷，方便使用；且速度頻響能達到1kHz，滿足高響應要求，並支持最高4MHz差分脈衝輸入、Modbus總線通訊編碼器分辨率高達20位，實現高精度定位。
至於安裝後的維護，因ISA-7X可耐受較寬的電壓輸入範圍，適應電壓波動較大的環境，ISA-Pro軟體並可監控與蒐集資訊，便於故障排除；系統並內建MSC功能?制動電阻及電子凸輪功能，不需要專業運動控制器及額外的制動電阻，讓中小型企業能夠節省成本。
另一方面，光寶科技除了將陸續推出變頻器、伺服驅動器、伺服馬達、可程式控制器、HMI等工控產品搶攻市場商機之外，為協助製造業者能順利跨進「智慧智造」，也於今年推出基於硬體產品和軟體服務的整套IIoT解決方案。
光寶指出，此一IIoT解決方案不光只是提供軟硬體產品，更多的還是「服務」製造業者踏入「智造」領域；也就是提供整體的規畫，從機台聯網到數據採集、數據呈現及數據分析等。換言之，透過IIoT方案的協助，製造業者可以更清楚的瞭解其生產過程所產生出來的數據及資料如何為他所用。
鄭智峰說明，企業經營不再只是一場有限賽局，像籃球賽或棋局，競爭對手、遊戲規則、勝負結果一目了然。如今企業經營已轉變為『無限賽局(The Infinite Game)，也就是所面對的挑戰沒有終點，企業須具備長期持續參賽的資格，才是經營之道；而光寶將聚焦驅動控制技術、IIoT方案，並以靈活彈性的營運策略，布局全球工控市場，迎接無限賽局的挑戰。
也因此，除了持續提供軟硬體新品和服務之外，光寶科技也致力打造更完善的經銷商體制。光寶科技全球經銷商管理暨業務資深處長陳子健舉例，當客戶機台出貨至海外，電控零件發生故障情況時，多數業者均無法提供當地的即時支援服務，而光寶透過完善之經銷商體制，不僅能提供即時服務，也在機台出貨前，就提供終端使用者完整的諮詢服務，做到預防管理，目前該公司全球經銷商據點已涵蓋全球美、歐、亞、非四大洲。
西門子力推工具機數位轉型
在本次工具機展中，西門子數位工廠事業部工具機處以「數位智造 刻不容緩」為主題，展示出工具機業者以及使用者在各個流程中所需的軟體虛實整合，MindSphere雲端平台、Shopfloor的連線整合以及SINUMERIK 針對加工製造的完整數位應用場景。同時，西門子也強調，工具機產業走向數位智造的時機已經成熟，相關業者不能再心存觀望，而是該立刻採取行動。
數位化的過程永無止盡。過去幾年來，工具機業數位化的關鍵議題多半是關於技術性機會以及應用範圍的基礎問題。這不僅適用於組織內部的流程，也能用於供應商、製造商與客戶的加值網路上。此外，數位化顯然是提高生產力和效率的最重要因素。
台灣西門子數位工廠與製程工業暨驅動科技事業部總經理席德塱(Tino Hildebrand)表示，數位化專案的主要挑戰在於，專案雖然可以逐步施行但不能被獨立看待。畢竟，唯有將解決方案和製程視為一體，才能產生最大附加價值。為此，從設計、規劃、工程、執行到服務，西門子為工具機業者以及使用者的整體價值鏈提供了全方位數位化產品組合與服務。
西門子提供一致性且整合的數位平台組合及各種專門針對工具機產業的應用，清楚描繪出如何從工具機一路到公司管理階層無縫地執行數位化。就工具機建造商而言，數位化服務從機台概念及工程規劃開始一直延伸至調試及服務。就機台操作者而言，各種數位化解決方案涵蓋整個價值鏈，從產品開發及生產規劃到實際生產與數位服務。憑藉此方式，西門子利用數位雙胞胎將工具機建造商與機台操作者的真實流程鏈以整合的方式模擬呈現至虛擬世界的公司(圖2)。
圖2 西門子與快捷機械聯合展示五軸精密加工機台，同步整合NX virtual machine展出數位雙胞胎功能。
如今，工具機產業已進入數位轉型的下一階段。「刻不容緩！」這句話是西門子和客戶強調的關鍵訊息。西門子特別針對工具機業者以及使用者展示在各個流程中所需的軟體虛實整合，MindSphere 雲端平台、Shopfloor的連線整合以及SINUMERIK場景應用。
5G網路貫串 博世分享移動工廠概念
博世集團(Bosch)旗下博世力士樂(Rexroth)在本屆工具機展中，則是以未來工廠做為主力概念。該公司在全球已有100多個工業4.0專案，並在實踐的過程中意識到，傳統製造模式的固定價值流，在面對未來跨界生產的市場需求時有其局限性。因此，針對未來跨產業生產的市場需求推出「未來工廠」創新製造模式。
未來工廠的設計打破了傳統局限，以智慧空間、移動設備和虛擬應用作為三大核心元素。智慧空間基於生產設備之間的5G即時通訊，採用感應式充電系統提供電源，可節省工廠的人力及成本。移動設備基於內部物流及生產流程等業務理念，讓所有生產設備皆可移動，且可依照生產任務而重新排列組合。
虛擬應用基於未來訂單都將數位虛擬化所提供的解決方案，博世力士樂已為許多自動化系統元件創建了行為模組，例如虛擬CNC控制器、軟體操作面板及3D全像整合量測系統IMS都可依據客戶的需求調整，有效實現數位價值流。
未來工廠的概念是探索更多能提升工業4.0應用的可能性。工業4.0可有效提升產品品質、控制生產成本及縮短交貨週期。為符合客戶不同的需求，本次也展出廣泛的工業4.0相關應用。全能型MTX micro CNC控制器為緊湊型數控系統，多軸雙通道控制功能，多元且可高度客製化的NC功能，具開放的PLC界面以及簡約外觀，支援多種加工方式，為實踐高品質機台及追求工業4.0所必備的全能型控制器，適用於中小型的工具機的解決方案，此次MTX micro CNC控制器將應用於現場的滾齒機上(圖3)。
圖3 博世力士樂雖然在展場上還是以產品做為展示主軸，但在與產業界溝通時，已經開始強打5G內網結合工具機，實現機台自由移動調度的未來工廠概念。
博世力士樂特別展出於2018年首次亮相漢諾威工業展的多軸搬運系統及3D全像整合量測系統IMS。多軸搬運系統具互動式的虛擬應用程式，進而提升動態性能與高定位精準度。藉由線性傳動系統傳輸不同顏色的滾珠，呈現直線運動系統的整體模組系統，多種搬運上的應用皆可透過此產品組合輕鬆實現。