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企業出考題,學校找方法 北科大打造工業4.0自行車智慧生產線

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企業出考題,學校找方法 北科大打造工業4.0自行車智慧生產線

北科大機械系系主任丁振卿帶著研究生團隊,多次到自行車零組件大廠速聯觀摩,把產線的問題帶回學校,研發解決方案 圖片來源:吳宙棋

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企業出考題,學校找方法 北科大打造工業4.0自行車智慧生產線

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當客戶一次只下單一個,讓台灣自行車界引以為傲的A-Team也頭大。於是北科大以速聯為範本,躲在忠孝東路用超級電腦與機器人實驗一條產線同時生產多種產品,從成千上萬到只做一個也能應付。

走進台北市忠孝東路,校園內竟然出現自行車的智慧生產線,只見到無人搬運車在進料區與機台之間來來回回,還有一台要價百萬的超級電腦,模擬自行車產線,整合了智慧排單、機械手臂、無人車、超級電腦、五軸工具機與雲端運算系統,示範一條生產線同時生產三種不同的產品。

這是台北科技大學剛落成的智能工廠示範產線以及Nvidia超級電腦。為什麼北科大要花錢設置超級電腦模擬自行車零組件生產?

學術團隊走入現場,尋找解方

去年開始,北科大因為要在校園裡設置智慧產線,機械系系主任丁振卿帶著研究生團隊,多次到台中的自行車零組件大廠速聯觀摩,把產線上遇到的挑戰帶回學校,由老師與研究生團隊在校園裡研發解決方案,還買了比傳統運算系統快上90倍以上的超級電腦。

於是北科大以速聯為範本模擬出的未來自行車產線,竟然「躲」在台北市忠孝東路。速聯台灣區營運總廠長林孟輝說,自行車產業已經做到及時生產、即時交貨,但現在要面對的訂單愈來愈複雜。舉例來說,100張訂單,其中大約有20張左右,下訂的商品不超過5件,甚至也有只生產一個產品的訂單。

過去台灣自行車產業以A-Team聞名,他們是台灣自行車產業能做到了零庫存、即時生產的英雄團隊。但現在光靠A-Team留下的成果已經無法滿足客戶需求。林孟輝說,目前現場機台的生產狀況或者出貨資訊等,仍是靠人工紙上作業,這會出現一些問題:一來是管理者無法時察覺機台、物流、庫存的即時狀況;二來是各個環節沒串在一起,產線效能無法提升。靠人工的最大缺點是,只有一個環節出錯就可能影響到整條產線。

但現在的市場卻需要從成千上萬個到一次一個都能做的能力,因此想讓產線充滿彈性,單多量少也能生產,需要把供應鏈上上下下都聯網,做到智慧與彈性生產。挑戰就在這裡,林孟輝說,這不是投資買新設備就能解決,因為外面廠商能提供各種設備,卻很少人提供完整的系統整合方案。

校園實驗新技術,再輸出給企業

北科大團隊正好要在校園自行架設智慧產線,因此速聯讓北科大團隊訪廠,並且把速聯的挑戰帶回校園,由老師帶著學生,以生產三種不同腳踏車變速器為藍圖,規劃了包含自動倉儲、無人搬運車、機械手臂、五軸工具機、超級電腦、雲端系統的示範產線。終極目標是要讓管理者只要按下一個鍵,系統就能根據大數據判斷,哪些機台該優先生產哪一類的產品。

此外,透過台超級電腦,過去編寫程式教機器手臂辨識物品通常要花好幾個月的時間,現在3小時就能算出結果。對於北科大來說,把模擬產線做出來,能培養學生具備工業4.0時代最重要的系統整合能力。丁政卿說,過去這種系統往往都是校外廠商架好,學生只要會操作機器。但現在學生從無到有都依靠自己摸索,可以因此訓練整廠規劃能力。

最後,學術團隊走入現場找解方,也可把新技術先在校園裡實驗,再輸出給企業。

在與速聯合作的過程中,丁振卿發現,速聯現場所使用的物料管理系統是由人工刷條碼,耗費的時間與人力成本較高。如果導入QR Code系統,改以網路攝影機辨識,就可以改善效能。林孟輝說,改以QR Code系統可以省下不少成本,是很前瞻的想法。但重新導入新設備還需要另外一筆費用,因此產線尚未導入。

但他認為,學生如果在學校就能學到這個技能,懂得建置更複雜的QR Code系統,實際到了業界後就能很快進入狀況,幫企業提升產線的效率,讓人才跟企業需求更能契合。

企業出考題,學校找方法,於是一條未來的單車零件生產線出現在台北了。「愈能滿足客戶需求,訂單的附加價值就愈高,以前靠衝量,現在要向走精緻化。」林孟輝說。(責任編輯:吳凱琳)

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