台灣工業製程診療室-工研院幫你全面優化,讓你接大訂單發大財!

12 / 05 . 2019
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過去台灣從農業社會轉型成工業社會,靠的是為數眾多的中小型製造業撐起一片天,這些中小型製造業仍舊在台灣經濟中扮演著重要的角色,甚至有「隱形冠軍」的稱號。

面對時代變遷,現今製造業所面臨的問題和30年前大不相同,首先是國際競爭壓力大,中國、越南、柬埔寨等地的加工製造產業挾著較低的勞工薪資來搶占市場。但更大的問題是製造訂單開始走向小批量、交期短、客製化,訂單複雜度增加,使得製程規劃也隨之複雜。過往老闆說好、老闆娘說對,靠著一張白板與紙筆就能搞定一切流程,擺到現在已經不能如法炮製,「生產管理系統軟體」導入是解決中小企業難題的最佳辦法。

所謂的「生產管理系統」對大企業來說早是行之有年,但全面升級硬體設備、導入全套軟體、聘用專職管理人力,對中小企業來說都是一筆難以負擔的成本開銷。在經濟部技術處科技專案的支持下,工業技術研究院(以下簡稱工研院)也投入心力,希望透過自主研發與現有的系統整合商聯手,打造出最適合台灣中小型製造業體質的「數位化智慧生產管理系統」。

無需大刀闊斧的汰換生產機具,而是幫現有的機具加入感測記錄、連網線路等小幅改裝,使得生產機具們得以記錄即時的「數據」,並將大量數據上傳至「雲端」加以分析。藉由管理系統軟體的幫助,縝密規劃並優化整體生產流程,改善生產機具的運轉效率、將人員派工至最適當的位置、提昇產品的良率。

由工研院所開發的智慧生產管理系統與現有大型系統商最大的差異在於精簡及彈性,同時又能讓生產格式、數據流與國際接軌,加上國產化又可增進方便顧問諮詢。在時間成本方面,相較於國際級的大型服務系統動輒 2、3 年的導入時間,並得花上 6~7,000 萬的初期成本;導入整套工研院系統僅需 150~200 萬的費用,時間縮短至一年內,以上種種條件都讓台灣自造的生產管理系統能獲得在地中小製造業的青睞,加速台灣生產製造業的轉型進程!

除了導入「數位化智慧生產管理系統」較大規模的製程轉型外,其實工研院也認真的仔細的從小處著手,像是能夠增進工具機生產效率的「協調質量被動阻尼技術」。

而這項技術到底要如何發揮效果,這就得從工具機的結構設計開始說起:過去工具機的結構設計,相當重視機台的「剛性」,當機台變得更強壯,就有更大的能力可以做材料的切割與移除,在單位時間內可以移除的材料變得更多,效率變得更好。只是在這樣的考量下,容易忽略結構本身對於震動的抑制,以及吸震的能力,為此得「放入適當的阻尼係數」,如橡膠等軟性材質來減緩「低頻振動」的幅度,而越高的阻尼係數,越可以大幅降低工具機切削時所產生的低頻振動,提昇生產效率。但實際上因為剛性第一的原則,使這些軟性材質無法放在工具機的主要結構上,能夠達到的抑振效果十分有限。

而工具機運作所產生的低頻振動,會導致刀具在工件(被切削的金屬原料)上留下印記,成為不良的加工品,輕則依靠二次加工來彌補,重則使工件報廢,得重鑄重削。於是工研院為了改善現有工具機所面臨的狀況,投入研發「協調質量被動阻尼技術」,以及規劃 4 年期程來完成更先進的主動式抑振技術。

目前已經技術轉移的抑振阻尼技術就像位於台灣最高樓 101 裡那顆知名的巨大阻尼球一般,加裝在工具上的阻尼裝置不需要電腦控制或電力能源,藉由物理中的作用力與反作用力的原理,來大幅降低工具機切削時所產生的低頻振動,以提升生產效率。而有著四方外殼的阻尼器由工程師透過自然振動的模態分析,透過實驗量測的工具,找出機台的規律振動頻率,再針對這個頻率去設計阻尼器,最終才能安裝在工具機上頭。

經過實測證明,安裝被動式阻尼系統的工具機有相當優異的抑振效果,平均可減少 50%~60% 的振動幅度,切削性能得以提昇 30%,使工具機切削變得又多又快又精準。而且台灣設計製造的系統將安裝成本控制在每具機台約 15 萬元,從天上飛的飛機機翼生產,到地上跑的汽車輪圈製造都能夠應用受惠。預估這些小小的阻尼器可望為工具機相關產業提昇 3 億元台幣的產值。

雖然工業製程對於你我來說,是有點陌生的領域,但仔細推敲卻是每一項都與你我的生活有著密不可分的關係。不知道大家在看完簡單的介紹之後,有沒有對的台灣的製造產業有了多一份了解呢?如果還想認識更多促進產業升級,讓人們生活更加便利的創新技術,別忘了到解密科技寶藏的粉絲專頁上瞧瞧~

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