隨著少子化的影響,自動的技術變得愈來愈重要,可大幅減少人力成本,同時也能穩定生產品質,並提升整體的生產效率。

不過,想導入自動化技術或達到高度自動化時,設備的「品質」與「選擇」就相當重要,本篇文章將簡單介紹關於「自動化」的產業,以及所需要的設備。

什麼是自動化?

自動化指的是利用除了人力以外的資源,如電力、機械等,來代替人代操作設備或控制系統。應用的範圍很廣泛,日常生活中的電梯、電動門都屬於自動化的應用。

為什麼需要導入自動化技術?

改善缺工問題,提高生產效率

「缺工」、「工時限制」以及「體力」等因素都是非常多產業所面臨的問題,產能要動起來就必須達到不停機運作的程度,而自動化的技術可提升整體的生產效率,僅需將人力重點擺放在控管的位置上即可。

改善環境問題,提高員工的職場安全

許多工廠存有「化學物質」或「高壓電」等危險因素,讓員工隨時處於危險的工作環境中,如果發生意外,可能會導致員工傷亡,或是業者需要付出龐大的賠償或處罰的費用。

透過自動化生產設備來取代人力可大幅降低人員暴露在高危險環境當中,減少事故的發生。

穩定品質,提高產品準確度

利用人力進行生產作業時,即便是執行重複性高的相同動作,也難免會因分心、疲勞等因素導致錯誤發生,而即便是微小的錯誤,就可能導致產品不良。

避免錯誤這件事對自動化生產設備來說並不困難,它們能毫無偏差地不斷重複著相同動作,按照程式設計的規則進行生產,因此能大幅提高產品準確度。

自動化系統的組成結構

自動化系統看似複雜且種類繁多,不過不離主軸,主要都是由四大元件所組成,包括受控體、控制器、致動器及感測器。

受控體

指的是在系統中接收命令、要被控制的被動對象,相似於人類的手指接收大腦下的指令做彎曲,手指即為受控體,在自動化生產中如機械手臂末端的夾爪。

控制器

控制器就像是人類的大腦,接收感測器傳遞的訊號,經過控制器內部的演算法後,將計算結果發送給致動器讓自動化系統得以運行,也能追蹤誤差數據,在自動化生產中常見的如 PLC(可程式化邏輯控制器,Programmable Logic Controller)。

致動器

致動器能將能量轉化為運動,是驅動機械執行動作的動力來源,類似人類的心臟,與執行動作的快與慢有關,常見的致動器如馬達、油壓缸及氣壓缸等。

感測器

專門感知與探測外界的狀態,類似人類的感官神經,並傳遞給控制器以掌握生產作業的精確度,若與致動器完美配合,可以達到快速回應及高度準確的運作。

導入自動化系統與設備前必須注意的事

是否符合經濟效益

自動化生產線的建構成本非常大,每一次的更新變動都需要大筆資金的投入,因此面對不斷變化的消費需求,業者需要思考以自動化生產取代人力是否符合經濟效益。

慎選設備產品的品質

不能為了降低投資「成本」,而選用品質較差,或是來歷不明、水貨等產品設備,如果設備的故障率太高,不僅會影響產線的運作,也會大幅增加後續的保養維護的成本。

電腦設備的類型

除了上述的受控體、控制器、致動器及感測器之外,作為整個自動化技術的核心就是「電腦」。

自動化的生產得以順利進行,在初期建置時需要非常多的測試工作,要如何將老師傅的經驗轉換成數據,再藉由計算、分析將參數輸入電腦設定、導入設備自動執行且重複動作,這背後的相關作業都需要「高速數據處理」、「即時分析」和「精準的圖形計算性能」。

最適合自動化產業的電腦類型:工作站

工作站是一種專門為專業人士所打造的電腦類型,外觀與一般的電腦或筆電一樣,但是在硬體規格方面比一般或商用電腦更高,擴充性更佳,甚至可媲美一台伺服器,也因為工作站都是搭載「 繪圖顯示卡」,所以非常適合拿來做高速運算的作業。

工作站的另一個優勢就是有擁有「ISV 認證」,此認證指的是電腦在發售前,硬體性能皆通過各大「軟體」商的認證,如:AutoCADSolidworksAnsys,確保在執行軟體時不會有任何不相容的問題。

自動化應用的產業

生產自動化

指的是利用自動化的設備執行重複作業的生產方式,能大幅降低人為操作的疏失與誤差並提高生產效率,以汽車生產為例,像是組裝、拋光及烤漆等都能使用機器人手臂執行。

物流自動化

指的是在物流作業過程中的自動化,包括裝卸、揀貨、運送等,降低作業處理成本及降低錯誤率,更能進一步使用 RFID 來實時紀錄與追蹤貨況,以提高整體物流效率。

辦公自動化

利用數位化來建立、收集或儲存辦公室所需的資訊,使辦公室所有人員能夠更便捷的共享資訊,以更高效的進行協作,辦公室無紙化及文書處理軟體都屬於辦公自動化的相關應用。