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什麼是工業機器人?有哪些種類? 工業4.0是未來製造發展的重要趨勢,其中「自動化生產」是關鍵發展之一,要建立自動化生產系統,就得應用「工業機器人」,創造符合市場需要、超高效益的製造流程。 什麼是工業機器人?根據美國機器人協會的定義:機器人是指可以重複改變程式,具有多功能的機械手臂,經由改變程式來執行移動物料、工件、工具,或其它特殊裝置的工作。 一般來說,工業機器人是固定在工廠內使用,擁有移動線性或門式結構,是一個能夠自動控制的多功能三軸以上機械手,操作者透過程式編排控制機器人的運行,讓機器人順利精準的執行工作。 而服務機器人,也是近年一直被討論的對象之一。服務型機器人則有較高的移動性、功能多樣性,提供半自動或全自動服務,讓使用者生活更加便利。大多數的服務型機器人不需要有機械手臂,只需要有控制器控制運行,可以應用在相當多領域。 工業機器人可分為五大類: 一、單軸機器人 單軸機器人的傳動方式分為兩種——滾珠螺桿傳動、同步齒形帶(簡稱:同步帶),相同的是,皆是直線導軌做為導向,搭配伺服電機或步進電機,來執行不同領域的定位、移動、搬運等等工作,並且可還其它類型機器人搭配,成為兩軸、三軸等機械模式。 目前單軸機器人大多應用在半導體、家電、醫療、汽車、包裝、點膠機、焊接、切割、檢測等自動化等領域,台灣上銀在單軸機械人技術全球第三。 二、直角坐標機器人 直角坐標機器人,是限定在X、Y、Z各座標的長度範圍內進行搬運、取放等工作,可應用在射出成型機取出用手臂、移動並定位、堆疊、鎖螺絲、切割、裝夾、壓入、插取、裝配、自動藥房等領域。 目前台灣相關企業約有80家,並有至少40家以上相關業者,可以設計開發直角機器人,例如天行自動化(Alfa)與台灣精銳(Apex)就在射出成型機取出用機械手臂領域,有一定的市場競爭力。 三、水平多關節(SCARA)機器人 水平多關節機器人(Selective Compliance Assembly Robot Arm;縮寫SCARA)是特殊類型機器人,負載小、速度快且靈活,擁有圓柱座標,沿X、Y、Z方向的平移,繞Z軸旋轉。 水平多關節機器人大多應用在需要快速分揀裝配的3C產業、食品業、IC產業的晶圓、面板、電路板的領域。目前發展水平多關節機器人的企業如EPSON、IAI、DENSO、台達電、東佑達、上銀等,皆有相當的專業水平,協助製造廠建立自動化系統。 四、垂直多關節機器人 垂直多關節機器人的特色是自由度相當高,幾乎可以在任何有軌跡角度的環境下工作,如汽車零組件、電子產業,也因為具有三維運動的特性,可以做到高階非線性運動,是目前運用最廣泛的機器人種類。 台灣上銀、鴻海、和樁都推出了自有品牌的六軸多關節機器人,只是因為零組件需進口,因此目前價格偏高。 五、並聯式(DELTA)機器人 並聯式(DELTA)機器人是透過平台上的三組結構帶動機械手臂運行,可以搭配第四軸作為旋轉軸,進行其他工作,一的機器人通常可抵得上4-6個人工的工作,為企業省下不少人力成本,提高生產效率。其特色為構造簡單,移動路程短,速度快、精密度高,食品業、電子檢料、製藥、包裝等領域很常見。 工業機器人應用之關鍵技術零件 發展工業機器人,必須掌握三大零件技術:減速機、伺服馬達、控制器,約佔機器人成本6-7成,是轉型自動化製造的重要關鍵。 減速器 減速器連結電動機、內燃機等動力來源與機械,透過輸入軸上小齒輪齧合大齒輪,增加力矩達到減速的目的。減速器的關鍵是可靠度、高精度、高剛性,通常一台多關節機器人需要4-6台減速器,在工業4.0智慧製造的趨勢下,減速器市場需求增加快速。 然而,因為研發製造需投入相當高的成本,但是獲利回收的時間很長,因此國際間自行研發的品牌並不多,日本納博特斯克(Nabtesco)及哈默納科(Harmonic Drive)佔了全球七成的市場。 伺服馬達 伺服馬達是工業機器人的動力來源、機器人的心臟,分為馬達本體與運動控制系統兩部分。目前全球企業如日本松下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及歐美廠商如德國倫茨(Lenze)、博世力士樂(Bosch Rexroth)、東元、台達電,在市場皆有不錯的表現。 控制器 控制器分為軟體演算法系統與硬體工業控制板卡兩部分,目前全球機器人大廠EPSON、DENSO、TOSHIBA、工研院、研華寶元、新漢等廠商,皆有研發控制器、生產自有品牌的機器人,皆有不錯的成績。 台灣機器人發展 目前工業機器人的核心技術,掌握在瑞士ABB、日本發那科FANUC、德國庫卡KUKA、日本安川YASKAWA等企業,然而,目前台灣的機器人發展,在三大零組件的技術上遇到瓶頸,產品仰賴進口,成本偏高,讓台灣自有品牌的機器人價格競爭力較低。 所以在未來,台灣需要認清自己的優勢,持續累積製造能量,厚植ICT產業基礎,培養自行開發機器人的研發能力。 利用工業機器人取代單調勞力的工作已經是全球趨勢,行政院勞動部修正「工業用機器人危害預防標準」、「協同作業機器人作業安全評估要點」,修正「因工作者碰觸致對操作機產生衝擊力時,能自動停止運轉」等規定,展現對人機協作安全的關切。確保作業人員安全的前提下,協助企業引進工業機器人,建立自動化系統,轉型進入「人機協作元年」。 面對工業機器人趨勢,國際半導體協會(SEMI)也連結相關會員企業,透過展會、論壇等活動,建立交流平台,期待未來企業能有更好的發展。
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什麼是自動化生產?產業為什麼需要轉型? 工業4.0時代,自動化生產是發展趨勢,自動化生產,指的是連結生產線上的自動化機械,從原物料、組裝、分配包裝等工作,都交由機器自動控制生產,人工只需要負責設定、檢查即可。 台灣是電子業製造大國,不過,生產線上有許多單一、重複、精密的工作,並不適合人工,而是適合機器,因此大量人力製造的商業模式,並無法持續太久。 未來製造業的重點,將是能為消費者創造多少附加價值?要提高附加價值,最好的對策,是將製造中心與設計重鎮設立在接近市場的地方,才能快速了解市場需求,推出相對應的產品。因此,未來製造業的面貌,已不再是大量單一的產品,而是小型、快速、客製化,由當地人才營運,更貼近消費者。 面對現代高度客製化需求的市場,自動化生產線可以提高生產的靈活度,但是,初始企業需要投資較多的成本資源,成為諸多企業卻步的原因。 自動化生產的價值 想像一下,工廠營運如果是這樣: 早上總公司人員調出銷售數字,發現A產品賣得特別好,通路緊急下單進貨,製造A產品的原料有二,分別是甲跟乙,然而,工作人員經由雲端庫存查詢發現,乙原料的數量不足,因此工作人員即時比較兩家供應商價格,確認後供應商當天就將原料送進製造廠。 而在工廠內,滿房的機械手臂卻沒有幾個工人,只有工廠管理者拿著平板設定製造流程與規格,以及檢查產品是否符合品質,其餘製造、包裝出貨等流程,都由機械人處理,隔天就將產品送到通路補貨。 以上情景,已經不是未來式而是現在進行式。自動化生產線可以為製造業帶來以下價值: 一、提升生產力與降低成本,成為製造廠強大的競爭力,尤其像台灣這樣的已開發國家,人力工資逐漸提升,相同的價格下,讓人工處理單一重複的工作已不符合成本效益,人力應該處理的是更有創造力的高階作業,因此,將低階作業轉型機械自動化,是自動化生產的價值之一。 二、自動監控,預防重大問題發生。自動化生產結合自動偵測,監控系統包含空調、消防設備、機械設備、供電系統、空調等等,可及早發現異常、及早解決,省卻大量的維修成本。 三、自動化生產,在作業同時還能累積大量數據資料,例如:出貨品項的數量與頻率、問題發生的環節與次數,產品的良率等,經過專業分析後更可以優化生產流程,提高生產的效率。 因此,面對未來高度變動的市場下,自動化生產是重要的趨勢之一,也是各方產業的轉型重點。 轉型自動化生產需要的條件 台灣是製造業重鎮,其實已經具備自動化生產的基礎條件,即使是傳統產業,也很早就跨入佈局自動化生產,讓企業與市場與時俱進,維持市場競爭力。 轉型自動化工廠,常見的方式為引進PLC整合控制設備(前端)、感測器、佈建電腦搜集資料(後端),運用演算法磨合出最適合的運作方式。透過初步感測器與機械佈建,就已經可以將原本單工的生產模式,初步轉型成多工的生產線,提高生產效益,促進生產彈性與空間、人力資源的利用效能。 除了感測系統,也會有監測系統,例如資料採集與監控系統(SCADA),監控廠房所有設備運作,在出現異常時警告工作人員,及早發現問題;工作人員也能改變監測設定,控制檢測的項目。 整體來說,建立自動化生產的環境,必須要將機械儀器、監控儀表、感測器控制系統、大數據資料系統串連,再透過網路、演算法等智慧技術,讓自動化系統逐漸學習,增進高速、高效、高靈活度的生產特性。 而會了達到良好的自動化系統,必須要留意兩個趨勢: 控制系統的網路化:透過雲端建立控制系統,若是有影像或語音監測的需求,就要注意頻寬是否符合需要,哪些資料必須優先處理傳送,這些都需要事前謹慎評估,以免影響自動化系統的判斷。 工業通信的無線化:這是近年工業4.0的發展下,自動化生產趨勢的熱門話題,因為比起有線設備,無線通訊的便利性是高上許多,然而,無論是藍牙、Wi-Fi、GPS、LTE或WiMAX等通訊標準,在穩定度、可靠性、即時性甚或相容性,都還有進步的空間。 透過以上智慧感測的技術,企業可以得知資源消耗的狀況、廢棄物產生的數量等等訊息,可以及時調整生產設定,做最好的優化。 自動化生產的成功案例 成立超過二十年的四零四科技,以自有品牌「MOXA」打入國際市場,在歐美、中國、台灣都有據點。 而面對市場小量、客製化的挑戰,自2009年起強化管理與生產效率,導入自動化生產,利用倉儲管理系統、企業資源規劃系統、先進規劃排程系統整合,從進料、生產線製造、包裝撿配等自動化處理,降低庫存與提高生產效能。 已成立百年以上的Fooke GmbH,主要提供歐美、亞洲製造汽車或特殊加工產品用的銑床設備,業界擁有領先地位。但是在製造技術日益複雜的困境下,Fooke GmbH虛實整合製造設備,有效降低錯誤與近八成的開機測試時間,亦提升近兩成的生產效率。 MTU Aero Engines是德國領先的引擎製造商,製造重要零件提供全球工廠生產,並開發出重要的齒輪式渦扇。然而,全球需求量大增,例如整體葉盤需求量就提升七倍之多,讓製造企業必須建立自動化生產,以因應市場需求。 MTU整合铣削、研磨、鑽孔等所有工具機相關數據,由中央統一監測,做到自動與彈性化,2016年達到每年生產3500組整體葉盤的目標。自動化生產可以協助企業快速對市場做出反應、加速交貨時間、提升生產效能,讓企業在多變的產業市場中,維持高度競爭力! 有鑑於此,國際半導體協會SEMI,建立起產業平台,加速企業、政府、市場間的交流對話,協助企業轉型自動化生產,獲得更高的效益。
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台灣是半導體業重鎮,然而科技在變,人才也得跟上,才有辦法回應市場需求。人工智慧、智慧工廠、工業4.0等趨勢興起,產業必須轉型,催生新人才需求,該如何讓培養出適合的人才,並且適得其所,是企業的重要課題。 科技人才全球搶 人工智慧,已是全球爭相發展的戰場,對這一波新浪潮,台灣正經歷硬體轉型軟體的過度陣痛期,如何尋求相關人才,成為刻不容緩的問題。然而,留住人才的第一步,得先決定產業方向。Google台灣董事總經理簡立峰認為:「台灣20、30年後的產業方向現在就要決定好。」 台灣已有相當的硬體優勢,奠定方向,該如何結合軟體與其他電子相關產業,才知道人才的缺口在哪邊,也讓既有的人才發揮創新效益,不僅是產業,也是政府需要深思的問題。而面對全球化課題,科技人才全球皆搶,台灣除了加強產業升級讓人才得以發揮,也必須促進國內外人才交流與招攬外國專業人士,引進最新技術,影響台灣企業。 現今潮流需要什麼人才?過去企業叫需要「專一」技能的人力需求,例如行銷、研發、業務等等,每個人深耕,就能得到不錯的發展。然而,新科技的崛起,企業需要的不再是專才、而是通才,也就是一加一大於二的「π型人」,除了自身專業外,其他領域的知識也要懂一些,才能因應變化快速的市場。像是物聯網領域,除了技術問題,還必須要處理系統軟體、服務、管理、數據分析等問題,能處理這些問題者,就是不可多得的通才。 不過,人才最重視的是能發揮的舞台,企業文化與薪資是關鍵。若沒有良好的企業文化與環境讓員工持續成長發揮,當國外開出更優渥的條件時,大多數人可能就會選擇出走。 半導體產業未來 半導體產業與人工智慧崛起,都與IC設計息息相關。台灣擁有上游的IC設計到後段的IC製造與IC封測等,完整的半導體產業鏈,但是近年來,半導體產業雖然極具潛力,卻面臨許多挑戰。 人才集中、資金集中、技術密集,是台灣半導體產業必須要跟上的三大趨勢。 人才集中 在未來,企業擁有的人才數量是脫穎而出的重點。例如IC設計,就需要大量的研發人才與預算,而台積電為了順應此一趨勢,技術研發團隊已超過三千人,與客戶緊密合作,創造極大的產值。 資金集中 因應產業潮流與科技發展,現今若要再研發出更新的科技技術,需要大量的人力、時間與資金。半導體公司必須要有足夠規模,才足以在高度競爭市場中站穩腳步,因此對於企業來說,若無雄厚的資本投資,想要單打獨鬥實屬困難。因此,想辦法聚集資本、增加被投資的機會,是各家企業需要做的努力。 技術密集 半導體產業所遵守的「摩爾定律」,在科技發展下日近極限,未來半導體產業除了想辦法延續摩爾定律之外,亦可投入「超越摩爾定律」的研究,開發更多樣的半導體應用,讓應用層面更加廣泛。 培育台灣IC設計人才的推手 早期台灣學界多為理論研究,少與產業面密切合作。直到政府規劃、隸屬科技部的國研院國家晶片系統設計中心成立,透過提供軟硬體技術整合服務,支援台灣學術界進行前瞻性的研究。 身為學界與產業中間的合作橋樑,晶片中心開創了嶄新的產學合作模式,由學術單位研究,透過產學合作的方式技術移轉,建構出先進的整合平台,帶動國內創新晶片設計蓬勃發展。 未來電晶體功率消耗問題愈顯重要,但是人才出現缺口,可把握其他國家人才對中文研修的需求,延攬相關專業人士,加速提升競爭力。 未來的挑戰 因面臨莫爾定律的極限加上公司獲利能力日漸萎縮,以目前的技術來說,確實將面臨撞牆期,也有人才外流的危機。隨著半導體科技,以及電子商品「輕、薄、短、小、省」的發展趨勢,未來科技會從兩大方向發展,未來企業思維必須具有前瞻性,給客戶最好的資源,而非一昧地降低成本。 因應半導體產業發展,政府提出AI生態圈的五大發展策略:建構AI主機、打造智慧機器人基地、設立AI創新研究中心、半導體射月計畫、科技大擂台,並且擴大預算,發展人工智慧,強化物聯網使用晶片、虛擬實境、擴增實境等能力,與過去單一領域的發展計畫不同, 政府現在嘗試將人才、技術、產業等面向結合,在既有的基礎下,重新激盪出新的需求。 SEMI HTU 計畫,培育科技人才推手 國際半導體產業協會(SEMI),為培養半導體產業相關人才,向下紮根,自2001年以來,定期舉行為期三天的High Tech U計畫,讓希望了解更多產業資訊的高中生,學習科學、工程、技術和數學等知識,並且教導他們如何將學習到的知識,應用於現實產業中,目前為止,已經在9個國家、12個城市,超過6,900多名學生參與。 另外,因應半導體人才培育議題,於2018年半導體展中,特別規劃人才培育展區,希望能引起討論與發展對應之道。 活動資訊:http://www.semifoundation.org/semi-high-tech-u/ 請搜尋:2019國際半導體展
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根據世界自然基金會(WWF)地球生命力報告(Living Planet Report),人類每年消耗地球資源,地球需要1.5年才有辦法恢復,如果不改變,2030年就需要兩個地球,才有辦法生活。 因此,轉型循環經濟思維,並非只是產業本身或企業本身的事,而是國家整體甚至是全球化的趨勢。無論是產品、企業、產業到國家,都可以應用循環經濟思維,將廢棄物轉換成資源,提高生產效率,達到「零廢棄、零污染」的目標。其中很重要的是「產業共生」的規劃。 產業共生的理念 產業共生最重要的價值,是連結企業與企業間的信任,從競爭轉變為互利共生的模式。顧名思義是整合不同產業形成聚落,水、金屬、副產品、原料、基礎建設等資源互相交換共用,效法自然界循環再生的系統,減少廢棄物的產量、降低生態衝擊,讓經濟發展與環保並進。 過程中,除了能節省能源浪費、提高效益之外,促進產業資源共享、資訊透明、互信合作,企業可以重新檢視產品設計、製程,讓企業文化與商業模式順利轉型。 在產業共生的模式下,「廢物=資源」,透過異業合作,形成跨領域的資源網,達成雙贏。 丹麥怎麼做? 國際上有許多運作良好的產業共生地區,企業與社區結合,互利雙贏。其中丹麥的卡倫堡工業園區,是很值得參考的案例。 經營情況 卡倫堡市距離首都哥本哈根約105公里,是丹麥第3大港——卡倫堡港。 卡倫堡工業園區從1960年代開始發展煉油廠,因地下水不敷使用,基於商業考量,與居民協商共用湖水。70年代煉油廠將多餘的煤氣提供給鄰近石膏廠使用,煉油廠廢氣經過石膏場使用轉化為乾淨氣體,以及與能源廠調節分享水資源,逐漸形成產業共生雛形。 70年代也引進電廠,為解決用水需求,與其他工廠簽約互牽管線分享水資源,電廠利用汽電共生發電,空氣污染的飛灰,也能收集起來成為水泥廠原料,減少原物料成本。 除了工廠間的資源共享,副產品也提供農業使用,例如藥廠製程中產生的廢棄酵母及發酵污泥,提供當地豬舍,轉變為飼養所需的蛋白質,肉品品質得以提升。 「你的廢棄物,就是我的資源」工業區發展至今50年,園區中有超過30種資源連結,行程緊密的共生網絡,減少消耗、降低廢棄物對環境的影響,也累積相當的成果。例如:煉油廠剩餘煤氣給發電廠發電,降低二氧化碳及二氧化硫的排放達24萬公噸,煤炭燃燒減少三萬頓,相當於821座大安森林公園;水資源相互使用,每年園區可省下30億公升的水,幾乎等於4000座游泳池。 產業共生不僅有助於地區環境發展,也提供城市就業機會。卡倫堡市60%人口,任職於知名的酵素廠商——諾和諾德(Novo Nordisk),這間全球最大胰島素生產商的員工也居住在當地,繳稅給政府,支持政府扶持其他產業與投資,形成良性循環。 產業共生,除了降低原物料取得的成本、環境影響成本外,同時也延伸出周邊就業機會、提升生活品質,為社會帶來正面效應。 成功因素 產業共生,必須仰賴企業間的互信、有效率的傳遞系統,加上時間的累積下逐步成熟。 卡倫堡園區的成功,是政府、民間團體、企業共同合作的成果,目前園區已設立辦公室,讓不同產業群聚在一起,建立良好的聯繫網絡,讓每個成員各取所需,又能得到經濟效益。 台灣可以怎麼做? 台灣為發展科技,成立許多科學園區、建設基礎設備,然而有些空間並未妥善使用,而出現閒置。因此在思考園區規劃時,應該要將外部環境與環境永續經營考量進去,而非只著眼在短期的經濟利益。 目前,政府以低利貸款、水電優惠等策略,吸引企業投資,然而在永續經營的策略上,或許可以借鏡丹麥卡倫堡,整合政府、民間、企業三方面的力量,政府扮演溝通協調的角色,促進跨產業的資源共享,架構產業共生系統。 例如:企業廠房規劃最適距離、法令限定不可過多以免疊床架屋、建立平台、提高場館使用率,也可以建立起產業共生的基礎。 目前,台灣各地區缺乏資源盤點,因此第一步是要先盤點各地區現有資源(包含水、能源、生質物質、工業物質)、適合發展的產業,甚至是產業製造產生的廢棄物(廢水、廢金屬、碳排放量),利用科學化的方式整理出統計數據,思考廢棄物與資源之間,是否可作相當的轉換,再來做全盤的考量規劃。 台灣目前雖然沒有專門的循環經濟產業園區,但仍有發展的潛力。首先企業經營思維,須從短期經濟轉換為長期永續發展,注重長期環境成本,有效招募互補性產業,廢物可以是自己的原料,搭配完善的交通管線,讓企業間資源交流,不再只是為了租稅、水電優惠而來。 而資源整合,台灣早有經驗。高雄臨海工業區的中鋼,自1993年推動園區內資源共享與能源整合相關計畫;雲林麥寮的台塑六輕工業區,近十年來也積極推動資源整合,且企業也有良好的發展,可見「零排放、零廢棄、零事故」的環保訴求,與經濟效益並不違背。 推動循環經濟園區,對產業、企業與居民,都有助益。對企業來說,產業共生省下大量廢棄物的處理成本,增加廢棄物資源化的營收,且可以相當程度的克服台灣天然資源稀少的問題;對當地居民而言,少了工廠排放的廢氣廢水,既使居住在工業區,也能擁有良好的生活環境。 而政府就是建立好資源連結的網絡,協助各產業交流,改善園區閒置率高的問題,建立永續共生的基礎! SEMI致力於推動高科技永續發展,今年SEMICON Taiwan聚焦節能與循環經濟,特別設立「高科技廠房設施專區」及「循環經濟專區」,亦同時舉辦一系列主題論壇及商業交流活動,如果你對相關議題有興趣,請至SEMICON官網或加入SEMI Facebook 粉絲頁。
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半導體產業技術不斷進步,幾乎每5到10年就有新的變革。 近兩年,在國際間半導體技術論壇、研討會上紛紛談論的議題就是:扇出型晶圓級封裝技術FOWLP (Fan Out Wafer Level Package) 。它扭轉了封裝產業結構,讓設備、材料等各階段製程整合變得可能,有機會為半導體產業寫下新頁。 一定要知道的FOWLP封裝技術 根據摩爾定律(Moore’s Law):積體電路上可容納的晶體數目,約兩年(18個月)增加一倍。然而,自2013年開始,此發展就有趨緩的現象,半導體產業製程成本與風險逐漸提高,該如何延續、超越摩爾定律,成為業界艱難的挑戰。而FOWLP有十年以上的發展歷史,技術已臻成熟,成為備受討論的選項之一。 FOWLP技術應用在無線通訊裝置、汽車,以及智慧型手機等多元領域,能因應高階晶片所需要的I/O高密度需求,又不用使用IC基板,降低封裝厚度,因此吸引台積電等半導體大廠投入研發推廣。2017年市場規模約2億美元,預計2018年將成長至4億美元。 到底FOWLP技術有何特別之處?讓他成為一線大廠研究發展的目標? FOWLP技術原為德國Infineon Technologies所開發,FOWLP最大的特點在於,在尺寸相同的晶片下讓重分佈層範圍更廣,晶片腳數更多,單晶片可以整合更多功能,並達到無載板封裝、薄型化以及低成本等優點。然而一開始因良率未達期望,因此並未普及,但各大企業仍不放棄,自行改良優化,應用於手機等領域。如台積電以此技術為基礎,開發扇出型晶圓級封裝,生產蘋果iPhone 7/7Plus手機所需要的A10處理器。 半導體製造廠若能適當使用FOWLP封裝技術,可將前後段製程整合於直徑300毫米(mm)晶圓上的矽裸晶(Silicone Die),大幅降低生產成本。而且,無論是印刷載板、液晶面板用的玻璃載板都適用此技術。 FOWLP的運作原理? FOWLP的原理,是從半導體裸晶的端點上,拉出需要的電路至重分佈層(Redistribution Layer),進而形成封裝。因此不需封裝載板,不用打線(Wire)、凸塊(Bump),能夠降低30%的生產成本,也讓晶片更薄。 FOWLP技術讓晶片面積減少許多,也可取代成本較高的直通矽晶穿孔(TSV ; Through-Silicon Via)達到透過封裝技術整合不同元件功能的目標。 另外,為了形成重分佈層,前段製程就須導入封裝,對製造廠商而言,如何達到一慣性製程(Full Turnkey)是非常重要的,有可能是製造商是否能生存的關鍵。 扇出型晶圓級封裝的製程 FOWLP製程分為兩類: 晶片優先FO:於基板上放置,從原始裝置晶圓中挑揀出的合格晶元(KGD),以模壓樹脂包覆成重構晶圓,再進一步處理成晶圓上的RDL。 RDL優先FO:載具晶圓頂端建立RDL層並暫時接合,在頂端放置KGD然後研磨壓模與模具。 在這兩種製程架構下,也能依據客戶不同的需求,衍伸出多種變化,例如晶粒面向上接合、晶粒面向下接合、RDL 細線優先、RDL 粗線優先類型。 FOWLP的技術門檻 根據調查,預計2020年將有超過5億顆的新一代處理器使用FOWLP封裝技術,每隻智慧型手機中,使用FOWLP技術的晶片超過10顆。估計FOWLP封裝製程技術生產的晶片,每年的成長率將超過32%,2023年市場規模預計將超過55億美元,帶動半導體設備以及材料領域22億美元以上市場。 FOWLP封裝技術雖然具有高度發展性而受到注目,然而在技術上仍有其門檻。例如,在前段製程,仍須利用濺鍍以及曝光來完成重分佈層。無論是覆晶封裝(Flip Chip),或直通矽晶穿孔技術,製作困難度都不斷的增加,企業投資成本也不斷提升,封裝技術很難一步達成。 若希望達到高密度量產的目標,重分佈層(Redistribution Layer)技術應用是關鍵。無論是印刷載板上使用FOPLP技術、高密度的佈線結構需要的增層(Buildup)佈線工程等,都需要完成重分佈層。 另外,FOWLP使用的暫時性接合材料,也必須緊緊黏合重構晶圓、擁有熱機械特性、承受高溫與壓力,經得起三小時的五次 230°C+的高溫製程週期,以及在嚴苛的化學暴露製程中不受影響。製程中可能需要適合的雙面接合材料,還必須與面板組裝生產線的塗層法相容。 FOWLP技術必須克服異質材料與非對稱架構所導致的晶片位移(die shift)、翹曲(warpage)、熱膨脹係數(CTE)管理等問題,有可能因為增加生產面積而更加嚴重。目前,已有業者做到結合面板生產經驗與FOPLP製程嘗試解決問題,然而在現今FOWLP的載板尺寸與製程並未標準化的狀態下,很難有一體適用的解決方案,未來也有可能出現全新的材料需求。 另外,雖然FOWLP可以節省相當的成本,但三建產業資訊日本技術顧問—越部茂提出兩項需要克服的課題: 封裝材料品質不一,液状材料會導致組成分離。 多層再配線,會提高因為熱效應產生剝離或歪斜的風險。 因此在應用上,必須活用技術知識,改良配線材料與技術,做出最適當的對應。 而在FOWLP的應用上,因為蘋果2016年採用FOWLP技術,帶動行動裝置FOWLP市場,若是可靠度、成本降低、技術發展更加純熟,未來在行動裝置以外也能應用FOWLP技術。
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提高生產力、降低成本,是企業競爭力的根本,工廠自動化,從設計、分析、製造、樣品測試到大量生產,都能提高效能、減少大量人力,已成為企業轉型的最新趨勢。 什麼是工廠自動化?需要什麼技術? 工廠自動化,是利用電腦輔助設計(CAD)和電腦輔助製造(CAM)系統,在中央電腦系統的統一管理下進行各項工作。網路整合電腦技術、自動化設備、感應技術、機器人等技術,降低生產過程中的人力需求,提高產品的良率效能。 工廠自動化的型態分為兩種:連續生產過程自動化與離散生產過程自動化。 連續生產過程自動化簡稱「過程自動化」,是處理流體(液體)、粉霧、傳輸等項目,較容易傳輸控制,適合化工、化肥、酸、鹼、有機合成、化纖、橡膠、製藥、石化、石油煉製、輕工造紙、塑料、製糖、食品加工、電力、建築材料(水泥、耐火材料)等行業;離散生產過程自動化大多是指物品加工、裝配、包裝、輸送、儲藏等作業,如治金、化工染料、輕紡等。 而除了生產線上的自動化,管理自動化也是很重要的發展,因遙測、遙控技術發展,結合電腦網路技術運用,管理階層已可利用最少人力就能掌握即時數據、現場設備管理控制、生產線監控等多項細節,從物料到上市、市場分析、產品設計、加工製造、經營管理、售後服務,皆可有更好的調度。 工廠自動化,能讓執行者全面控制管理整個生產過程,並從龐大數據中擷取分析,找出其中問題癥結,更能辨別問題並預測未來結果,創造最大效能。未來自動化科技勢必更加普及、深入生活,如交通工具自動駕駛、機械手臂、農作物環境控制等,使生活更加方便安全。 因為軟硬體工具成本下降、取得容易,加上產業需求改變,傳統產業也漸漸走向客製化、個人化,產品週期縮短、設備開始聯網,製程產生重大變革。 很多人以為,要轉型工業4.0得先投入幾十億元添購新設備;事實上,設備只是其中一環,重點還是在於思維要改變,將傳統的經驗轉化為數據,讓生產流程依據數據分析做及時調整,也許現有的設備加上一些感應器,讓工廠能夠連線協作收集數據分析,就能轉型工業4.0。 工廠自動化固然非常重要,但是重點還是觀念要重新定義,思考的是如何利用自身優勢因應變局,整合軟體、硬體、韌體、平台內容,提供客戶最好的服務。 對於半導體產業,工廠自動化有何優勢? SEMI台灣區總裁曹世綸表示,全球製造業正如火如荼導入智慧製造概念於生產製程中,同時台灣政府亦積極推動智慧機械發展下,半導體產業作為台灣核心競爭力,已於製程中率先導入智慧製造相關應用,可視為製造業中的典範產業,將既有優勢轉化為競爭優勢。 工廠自動化原則上可以分為兩的層面: 企業整體資源規劃 生產線程序規劃 若以上兩個層面設計、分析、製造、樣品檢試到大量生產等步驟皆能走向自動化,即可省時省力,縮短接訂單到交件的時間,達到增強競爭力之目的。 工廠自動化,不僅在節省人力,更能提升品質。 以「汽車維修」產業來看,從傳統的手搖式加工到CNC自動化的過程中,只需要簡單的放置與取出,其他工作皆由電腦處理控制,即使不是資歷豐富的人員也能操作、無性別限制,安全性也大幅提高、產能增加,對於企業服務有諸多提升。 而對半導體產業來說,面對嚴苛的製程挑戰,轉型工廠自動化後,可以依靠大數據分析,找出提升良率的製程關鍵點,以領先同業。 未來工廠自動化的理想狀態,是每個生產環節的設備都可以獨立運作、彼此互聯,操作人員可以隨時監控周遭環境、排除問題,同時增加生產線的靈活度,即時因應客戶的製造需求。 未來半導體市場將趨向智慧工廠,透過大數據分析,讓機械設備可以自行做出最佳判斷、預警,將可有效架低成本、提高效率。 以台積電為例,南科14廠已可以做到晶圓下線到出貨的所有流程,都由機台處理,不必經過人工,已經完全自動化,協助上百位工作人員處理每天340萬次的晶圓製程,以及50萬種傳送工作,平均每一次傳送都能在三分鐘內完成。 要做到工廠自動化,且達到客戶要求的產品標準,工廠的電腦系統架構就需要整合規劃,例如貨品在上機之前,機台就已先預熱,才不會造成不必要的等待;另外也隨時監控工廠環境,如濕度、溫度,並透過測量平台回報機台使用狀況,隨時掌握產品生產品質。 未來半導體自動化的重點,在於自律調控或製造系統的免疫系統,過去作法是等到分析結果出來後,才能找出問題加以解決,現在重點在於大數據分析,透過資料驅動,精確找出機臺零件損耗程度和即時感測即時校正,不用等出問題後才請維修人員尋找問題維修,做到自我診斷與自動修復的目標。 工廠自動化怎麼做? 工廠自動化可以創造企業諸多優勢,但是要如何做才能提升產能? 媒體採訪大同公司主任孫永富建議,智慧工廠可以分為三個層次: 自動化控制:導入CNC數控設備、PLC、I/O、觸控板及運動控制產品。 資料整合分析與節能:導入HMI/SCADA、整合監控廠務設備、收集即時及歷史資料。 生產管理:導入的MES/EMI,提供生產線工單、投料、備料全自動資訊。 相關系統結構如下圖: 如果從資料結構的角度來看,最底層是用控制器直接控制生產線,做一些即時處理,往上一層到了HMI/SCADA,就可以看到歷史資料分析及整個工廠的狀況,才能發展到下一個階層的工廠效能、品質分析及生產管理,最後完成全廠的資料分析後,才能連結到ERP。(以上做成圖表) 如果從軟體解決方案的角度切入,最上層為即時資訊入口網站,然後依序為工廠性能分析和生產執行、綜合品質管理、資產管理、工廠資料庫、圖形監控設備及最底層的編輯與控制,這些作業平台,工廠可以根據需求來建置。(以上做成圖表) 未來需要什麼樣的人才? 半導體大數據發展,關鍵在資料分析人才。如台積電設立資料分析專業部門,或是大型集團內部創立資料分析公司,垂直整合,發揮最好的效果。 大數據分析技術日新月異,對半導體廠而言,產品的生命週期短暫,可以利用大數據分析預測下一波市場趨勢搶得先機,台灣發展此領域的困境在於人才缺乏,企業就得花更多時間投入學習,無形中增加許多成本。 如台積電從2000年開始就投入資源在資料分析,應用在機臺控制(Tool Control)、機臺健康(Tool Healthy)、機臺生產力(Tool Productivity)、品質控管(Quality Control),以及人員生產力(People Productivity)五大範疇,提高晶圓良率,縮短機臺匹配放行的時間至少一半以上。目前已經可以提升晶圓廠機臺的生產力,舊型晶圓廠,現在也有機會運用大資料提升產能。 未來半導體製造產業,將邁向智慧化生產環境,累積更多大量的資料。如果仍是仰賴過去勞力密集,低成本的生產作法,而不去掌握製程技術的關鍵,在高度競爭的半導體市場很容易被其他企業取代。
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對 B2B 企業來說,參加展會是行銷經營上非常重要的一環。展會就像是媒合的平台,無論是對參展的廠商或是參觀的來賓,在展會上都有可能找到適合的合作夥伴,以及接收到最新的產業趨勢。 企業為什麼要參加半導體展? 1. 連結海外,吸收最新的產業知識 台灣的企業需要有舞台向國際發聲,國際展會就是建立聯繫的橋樑,會中除了本土的企業參與之外,也會吸引外國的企業進駐,尤其台灣是半導體產業重鎮,每年舉行半導體展都能引起全球的業界人士關注,對參展的廠商來說,是走向海外很好的機會,而對於參觀的業界人士而言,也是吸收產業趨勢的契機。 「但是,我已經有固定合作的廠商了,還需要花時間參觀展會嗎?」 當然需要!以半導體產業來說,科技不斷推陳出新,每年都有新的技術發表,而對直接的分享方式,就是向客戶面對面洽談,展會就是最好的平台,讓製造商與參觀者可以面對面交流、增進信任感,除了有機會銷售之外,參觀者也能直接接觸到最新的產業技術。 2. 了解競爭對手與市場 參觀展會,除了能接觸到潛在的合作夥伴之外,也能看到競爭對手所研發出來的產品與技術,以及市場需求,能刺激自己思考自身產品的優勢與市場區隔,或是提高合作的可能性。 「但是我們已經對競爭對手有相當的了解,還需要透過展會認識嗎?」 因為國際性展會會有大量的潛在買家參與,參展企業絕對不會放過這個絕佳的平台,通常都會發表最新研發的產品技術,還有可能會結合實際操作演練,向買家展示,這是最直接可以收集競爭對手資訊的機會,也能一併觀察市場的反應,了解市場需求,對企業來說是第一手的珍貴資訊。 3. 參與展會論壇活動,了解產業未來 國際性展會,除了是企業媒合銷售平台之外,也是趨勢指標。 主辦單位會邀請重量級學者、企業或是政府單位代表,根據產業發展趨勢分享經驗、分析未來。國際半導體協會 SEMI ,在2018年的半導體展上,因應循環經濟、FOWLP封裝技術、人才培養等重要趨勢,舉辦相關論壇活動,邀請產官學界重要講者分享產業未來走向,甚至是政府的政策方向,對企業發展來說是非常重要的資訊。 參與相關論壇,不僅可以接觸同行交流,還能吸收最新產業趨勢,是難能可貴的機會。 4. 擴大外銷 對於國際性企業而言,國際性展會是連結在地供應商最直接的方式,外國企業可以在會場上直接認識在地供應商,了解最新的技術、服務項目甚至是當地市場需求情報。 「供應商資訊,上網查不就知道了嗎?」 對於跨國企業來說,若沒有落地體驗,很難真正認識當地供應商的服務品質與產品,透過參加展覽會,外國企業可以迅速了解供應商品牌、產品品質、發展趨勢等資訊,達到在地生產的目標。 半導體展會給買家帶來什麼好處? 1、快速接觸供應商: 接觸相關產業的供應商,參加展會是最有效的方式。根據調查顯示,供應商在展會中接觸客戶的成本,是其他方式的40%,因此供應商皆會把握機會展現自身優勢。相對的,參觀企業也能在展會中,短時間接觸各家廠商,洽談合作機會,比較產品與服務,找到理想的合作夥伴。 2、促進合作關係: 良好的合作關係,是每個企業都需要注意的課題,展覽會也是與供應商聯繫關係的好時機。供應商通常會願意熱情招待,介紹公司最新的產品與服務,買家也能順勢提出自己的需求,共同商討合作的可能。既使無法合作,能多認識相關企業也是重要的。 3、了解市場: 展會中除了各家供應商之外,也會有其他同業參與。透過會場中的交流,一探其他同業的需求,可以推斷未來市場的需求走向,是市場調查的重要機會,有助於未來經營策略。 半導體業年度盛會——SEMICON Taiwan 國際半導體展 SEMICON Taiwan是半導體產業與政府的溝通平台,連結台灣與全球,掌握半導體產業趨勢。 SEMICON Taiwan 國際半導體展,匯集最多世界頂尖半導體科技廠商參與,每年均吸引約4萬5千人參觀,是台灣半導體產業的年度盛事! SEMICON Taiwan將於展會中掌握最新產業趨勢,聚焦四大領域:智慧製造、系統級封測、循環經濟、工業4.0人才培育等重要議題,邀請重量級專業學者舉行講座論壇,以及各方深耕領域已久的企業參展,並提供半導體產業,最完整的前瞻性的市場趨勢與技術課程、論壇活動,讓各方參與者皆能獲取產業趨勢、建立最適合的商業網絡,期望拓展更多商機。
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生產一個客製化的產品,需要多久時間?答案是58秒。 這並非未來,在工業4.0的時代,是現在進行式。2013年德國《高技術戰略2020》十大未來專案納入工業4.0項目,投資金額高達2億歐元,提升製造業電腦化、智慧化,至今5年,從概念到實踐,領頭企業腳步飛快,透過虛實整合、數據分析使用者(消費者)決定生產方向、服務內容、創新商業模式。 工業4.0的目標,並非創造新穎的製造技術,而是整合現有的製造資源、銷售流程、大數據,建立能夠快速反應市場需求、精準生產、減少成本浪費、跨領域合作的製造產業。 SAP物聯網資深副總裁凱瑟(Thomas Kaiser),接受天下雜誌訪問時表示:「技術和製造不再是重點,產品只是載具,重點是隨產品而來的服務。這是商業思惟和商業模式的深度改變。」 未來,商業模式不是由生產者驅動,而是從買方出發,驅動研發、供應鏈、整個生產系統與服務。改變的速度很快,跟得上腳步,就能掌握風口。 何謂工業4.0? 工業4.0英文為:Industry 4.0,意思是「第四次工業革命」。綜觀工業歷史,從工業1.0使用蒸氣為動力,出現機械代替勞力;工業2.0以電氣為主要動力,進入電氣化時代;工業3.0以電腦協助人力製造,進入數位控制時代;到了工業4.0,則是以「智慧製造」為革命重點。 「智慧製造」是將物聯網、數位化工廠、雲端服務、通訊等技術緊密扣合,創造虛實整合的製造產業,徹底改變一直以來的製造思維。工業4.0的價值是利用物聯網、感測技術技術連結萬物,機械與機械、機械與人之間可以相互溝通,將傳統生產方式轉為高度客製化、智慧化、服務化的商業模式,可以快速製造少量多項的產品,因應快速變化的市場。 除了製造智慧化,過程中電腦也可記錄各種數據,成為重要的資訊資料庫,藉由大數據分析優化製造與服務流程,幫助企業創造巨大的競爭力。Google、亞馬遜等網路巨頭,皆擅長利用巨量數據分析,提供消費者更好的服務體驗,甚至和西門子(Siemens)等專業智慧型技術企業進行跨領域結合,開創工業4.0領先趨勢。 整體而言,工業4.0是連結虛擬與現實的橋樑,讓製造過程高度智慧化,逐漸成為製造主流。 工業4.0與過去工業發展的差別? 在過去傳統工業1.0-3.0的時代,是以大量製造降低成本,再大量販售的商業思維,然而隨著網路技術發展浪潮,資訊快速流通,市場追求新穎、獨特的產品,傳統大量製造模式已不一定適用,加上人力成本日漸高漲,對企業來說是龐大的負擔。而工業4.0結合網路與機械,生產快速、產品多樣化,讓企業降低製造成本、提升競爭力,才能因應多變的市場需求。 工業4.0影響了什麼? 工業3.0時代,廣泛應用電子與信息技術、資料庫系統、模具,讓製造過程自動化,設計、製造、組裝、分析都在電腦系統中完成,大幅度提高研發效率,降低生產成本。以工業3.0電子信息化為基礎,連結與優化是工業4.0的核心精神。 連結製造相關元素,進行優化,大量運用自動化機器人、物聯網感測、供應鏈互聯、銷售及生產大數據分析,人機協作優化生產流程,提升生產力及品質,以增進企業競爭力與獲利,達到單一批量只有一件也可生產的客製化目標,進而提高消費者的互動黏著度。 例如,過去知名運動品牌如NIKE、PUMA等,一向是以替運動明星開發專屬商品,拉抬品牌知名度,然而,2012年NIKE推出客製化運動用品服務,消費者可上網選擇自己喜歡的鞋子材質、顏色、花樣等,鞋子就會送到家中。就是工業4.0實踐高度客製化很好的例子。 工業4.0分為三大項目: 智慧工廠:研究生產系統及過程智慧化,以網路連結生產設施,人機協作、提高效能。智慧工廠最重要的目標,是「批量一件也可以做」的高度客製化需求,要達到此目標,仰賴邊際運算、人工智慧、數據分析、感測系統等技術,例如ERP、MES等系統架構,結合網路連結機械設備與人力,並配合人工智慧、邊際運算與數據分析輔助,讓製造流程最優化,將傳統工廠從「自動化」中數位轉型。 智慧生產:智慧製造指的是應用網路、感測等技術,分析數據後建立一個從原物料、產品製造、企業經營、包裝配送等自動化供應鏈。讓企業提升整體生產物流管理、人機互動以及3D技術的生產應用能力。此項目特別注重中小企業,讓中小企業從智慧生產技術中受益,進一步成為工業生產技術的創造者和供應者。 智慧物流:智慧物流,指的是以資訊技術為基礎,在物流過程中的運輸、倉儲、包裝、搬運、加工、配送等環節,建立感測系統,分析資訊、即時調整,也通過網際網路、物聯網、物流網,整合物流資源,充分發揮現有物流資源供應方的效率,不僅降低成本,也讓買方能夠即時獲得訂購商品,符合網路發展浪潮,讓物流業自動化、網路化、可視化、即時化,實現物流規整智慧、發現智慧、創新智慧和系統智慧的目標,有利於降低物流成本、控制風險,進而達到提高環保效益與配送效率的效果。 工業4.0所需要的技術基礎 發展工業4.0,轉型智慧製造,需要以下三大基礎: 一、物聯網(網際網路) 自動化系統必須透過RFID辨識技術、紅外線感應、光線掃描、定位系統等技術,連結所有物品,讓彼此之間訊息能夠交流,建立智慧識別、定位管理的工作系統。 物聯網技術已受到國際間高度關注。美國將此列為經濟與國安的關鍵,規劃以物聯網、雲端運算為核心的「智慧地球」計劃,受到政府大力支持。在台灣,物聯網逐漸應用在產品製造、節能減碳、品質管理等面向,例如設備監控、原料庫存等領域,都得到良好的效果。 二、雲端運算 雲端運算是一種可以隨時隨地配置資源的公共空間,能夠以最低成本管理、使用,大致分為三類:公共雲、私有雲、混合雲。 目前在工業設計、工業模擬、線上軟體、數據中心等需要大量運算能力的領域,有很好的應用機會,例如模擬汽車碰撞、虛擬裝潢等,企業不用購買昂貴的軟體,只需要支付平台商服務費用,即可使用如CAD、CRM等軟體,替企業節省可觀的成本。 三、大數據 隨著科技發展,數據資料量呈現爆炸性成長,電腦的處理能力也遠超過人類所及,因此大數據成為產業發展的顯學。數位化的時代,人的一舉一動都會留下數據,因此從數據中可以窺見人類行為模式,從中找出市場需求,成為企業未來提高競爭力、創新力與盈餘的關鍵。 不只是企業重視數據分析,政府也同樣明白其重要性,例如美國政府編列預算,以適當的政策協助產業發展Big Table、商業智能、雲計算、Cassandra、數據倉庫、數據集市、分散式系統、Dynamo、GFS、Hadoop、HBase、MapReduce、Mashup、元數據、非關係型資料庫、關係型資料庫、R語言、結構化數據、非結構化數據、半結構化數據、SQL、流處理器、可視化技術等大數據分析技術。 而在這一波工業4.0的浪潮下,企業與政府正共同努力,持續朝數位轉型的方向前進。結合物聯網、機器人、感測技術、數據分析的智慧工廠一一成立,延伸到「智慧物流」、「智慧服務」,帶動產業升級。 未來,企業在AI人工智慧、邊際運算與數據分析的輔助下,整合資訊、優化供應鏈、跨產業合作創新,提供消費者更好的體驗,也擴大產業市場,預計到2020年,智慧製造的整體市場規模將會超過 3,200 億美元,尤其是工廠數位化、用戶體驗、人工智慧,將是最被重視的要素。 工業4.0應用,如何改變你我生活? 「SoLoMo」,意指Society(社會的)、Local(在地的)、Mobile(移動的),整合虛實信息,提升產品價值,就是工業4.0的產業模式。例如:生產老人防走失器,透過互聯網的平臺,可以遠端定位和觀察使用者動態;或是將住家與工廠的監控系統與手機相結合,從手機上就能實時收看所有監視器情況等,都是很好的應用實例。 再以自動化工具機工廠為例,傳統製造流程裡,工程師先藉由電腦輔助編寫程式,傳送到製造工具機,工具機便開始作業,但若是過程中出現故障,必須依靠人力排除才能繼續作業,無形中浪費許多人力與時間成本。而在智慧工廠中,透過雲端系統、資訊分析,可以即時偵測刀具的破損及負載異常,提早發現問題、及早排除,剩下維修的時間、金錢與人工成本;也能在工作人員設定好排程後自動開始作業,透過溫度的系統監控品質、縮小誤差,提升產品的精確度。 但是,有些工廠雖然已有機械自動化設備,但是距離工業4.0,仍有一段差距。原因在於,工業4.0的重點是強調人與機械的溝通、機械與機械之間的智慧結合,創造智慧化的生產鏈,而非只是用機械取代部分勞力,若生產流程無法因為機械設備的輔助而變得更靈活、快速、有彈性、並收集相關資訊,那並非工業4.0的價值。 例如,由機械手臂取代某生產線上的裝配勞力,但若因市場需求而擴張、縮減或更換製程,機械手臂必須能即時切換且不影響交期,才是工業4.0成為未來趨勢的原因。 另外,機械功能的多樣發展,也是工業4.0的重點之一。機器人可依照需求擁有視覺(攝影)判別功能,可判讀顏色、形狀、位置等資訊,加上手眼整合、連結物聯網、感測器,就能精確完成裝配揀選的工作,對於3C產業、加工或食品業來說,是提升競爭力的方式之一。 人機互動的安全,也是工業4.0所重視的價值,其安全措施包括碰觸即停、發出聲響警戒、讓工作人員及時動作調控等。在機器人中安裝感測器,偵測工作中的異樣,並將資訊回傳至雲端,預防故障,使人機工作可以更有保障。 工業4.0如何帶動企業成長? 未來市場會變成什麼樣子?根據統計,2025年,全球75%的勞動力是千禧世代,人口老化加上少子化,所以勞動力減少,而製造數位化有助於千禧世代投入,機械人也可以替代部分人力,人力短缺的問題就可以得到解決。 另外,在全球化的影響下,預估2030年企業產品出口量會是目前的3倍,開發中國家甚至成長4倍,科技就是幕後推手,自動化系統、智慧工廠有助於降低跨國貿易與製造流程管理的挑戰。 智慧工廠是趨勢,包含幾個特點: 感應器會裝設在工廠內所有設備、物料、半成品、成品中,除了監控生產過程,也可以記錄所有數據,加以分析,藉以提升生產品質使消費者產生信賴感。 大量使用機器人自動化生產,結合IT進行即時品質監控取代傳統人力監控,減少人力成本、提高效能、穩定品質。 全面自動量測(AOI、ATE、機器手臂等)進行細微的校準調整,也可以因應訂單的改變即時製造產品。 利用現場監控系統,採集大量生產設備及產品資料,傳送到雲端伺服器,透過Big Data分析,提高決策的正確度。 累積大量消費者數據,分析瞭解客戶習性、預測客戶需求,商業模式從B2C走向以客戶需求為起點 ,「多樣少量」C2B的客製化生產與銷售,讓客戶回流。 市場瞬息萬變,智慧工廠讓企業能夠快速應變、滿足市場需求,以日漸優異的資訊科技、雲端營運管理技術,改變傳統商業模式思維,提升競爭力與市佔率。 工業4.0的發展影響是長遠的,為因應快速變化的市場,許多企業選擇將製造工廠設置在靠近客戶的地方,可以挖掘更多需求,即時作出反應、提供客戶所需要的服務。因市場對生產線的彈性需求大增,如何讓機器人工作流程更加順暢、快速是企業在轉型智慧工廠時,必須思考的問題。 另一方面,智慧工廠可以24小時持續運作,大幅降低製造成本、取代廉價勞力,加上感應器可以在過程中收集大量數據,透過演算法分析可以大幅優化流程,提升生產效率。加上物聯網讓企業重新思考工廠設備之間的架構,企業如鴻海、甲骨文、西門子等國際知名大廠些在積極佈局,全力發展工業機器人、自動化,以及智慧工廠。 總結工業4.0帶來的影響,對亞洲地區而言,過去低價的人口紅利已漸漸失去,傳統壓低人力成本的製造思維已不適用,必須尋求其他替代方案,建立更有效率的生產方式,來承接需求多樣的訂單,因此機器人、自動化生產、智慧工廠逐漸蓬勃發展,出現各種創新的應用模式。 半導體產業如何轉型工業4.0思維? 工業4.0是高科技與通訊技術的結合,讓生產部門得以拓展,回應日漸複雜的市場需求,因此相關的技術與設備就非常重要。大多數的半導體企業,都有潛力轉化為自動化工廠,或是透過加裝簡單的設備就能建立自動化系統。但是,半導體企業若只是延伸其感測器與其它半導體元件的範圍是不夠的,現有產品的範圍必須要以通訊和低功率微處理器技術予以擴展。 另一個轉型關鍵,就是必須具備新思維。維持硬體利潤越來越困難,企業要思考的是,如何創造其他優勢賺取利潤?麥肯錫管理公司提出有助於硬體公司轉型軟體思維的建議: 高階領導人必須將企業轉型納入營運策略中,帶領團隊制定完整計畫。軟硬體團隊必須溝通協調,對於目標、時間表、須具備什麼功能等等事項有共識,了解彼此的進展。 發揮硬體優勢與軟體價值,認清現有的優勢與危機,例如忠誠的客戶、專利技術、品牌形象尚未建立等等,從中挖掘新的價值或制定新的定價策略,例如:使用固定訂閱服務,定期向客戶收取費用,無論他們使用軟體多久或接受升級等,並提供吸引客戶的誘因,引導客戶購買。 招募不同領域的人才。聘用不同領域、經驗豐富的領導人,結合其他產業的專長技術,較有機會創造出獨特的優勢。要轉型成功,公司必須要調整組織架構,而不是期待員工們改變工作方式 。 台灣可以轉型工業4.0的優勢與劣勢 各國皆大力發展工業4.0,台灣也無法置身事外。 以美國為例,傳統美國製造業,為追求利潤壓低成本,長期將製造廠外移,因此國內少了許多就業機會,2008爆發金融海嘯,凸顯虛擬經濟與實體經濟脫節的嚴重性,今年美國政府大力推動製造業回流,獎勵企業在國內設廠,增加就業機會、改善經濟狀況,調整產業結構提高製造業比例,政策鼓勵加上開發中國家人力成本上漲,近年的確有相當多的企業製造回流,也堆動產業創新。 具體的政策如,前總統歐巴馬於2011年宣布的「先進製造夥伴計畫」,包含: 增強企業在地製造能力。 縮短開發到應用的時間。 開發智慧機器人。 研發創新材料,降低能源消耗。 以上政策發展方向,為美國工業4.0奠下基礎,建立符合環保趨勢與高效率的製造系統。而在人才培育部分,政府鼓勵各地發展在地化生產創新,與相關學術單位共同合作,培養出產業所需之人才與技術。 再觀察比鄰的中國,數十年的爆炸式發展,中國將人口紅利發揮的很好,已具備完整的工業製造系統,然而過去以代工為主的商業模式,處於中後段的產業鏈流程,利潤與技術較低,市場很容易被其他崛起的新興國家取代,加上資源消耗巨大與污染問題,中國必須發展工業4.0力求轉型、突破困境。 因此,政府推動「中國製造2025」計畫,結合民間力量,目標在未來十年間,掌握智慧製造的關鍵技術、結合網路與智慧製造系統,推動產業數位化。中國有許多工廠還停留在工業2.0階段,政府便會協助其利用網路連結整合機械與資源,提升服務體驗,朝工業4.0前進。 例如,生產農業機械的雷沃重工,藉由遠端監控系統,可以即時掌握產品製造運作的狀態與品質,預防問題產生,消費者也能拿到品質更好的產品,提升消費體驗並縮減維修與售後服務成本。 中國在高科技產業人才豐富,是唯一擁有所有工業類別人才的國家,也是全球最大的需求市場,具有大量生產的能力,成為發展工業4.0的優勢。 台灣在工業4.0的發展上起步較晚,大型企業正在急起直追,中小型企業則還在摸索中,政府該如何聯合民間力量,協助企業(尤其是中小型企業)發展工業4.0製造模式,十分重要。 例如,建立產、關、學溝通橋樑,針對工業4.0討論出明確的概念定義與轉型做法,讓業界有標準依循。目前,經濟部設立工業4.0推動辦公室,加強策略研究與企業輔導等作業,企業也須配合改造思維,承擔一定程度的改變風險。 我國製造業面臨市場型態改變,及資源有限與高齡化/少子化等內在問題,經濟部工業局於2014年10月16日推出「生產力4.0計畫」,以中小企業為主要對象,鎖定智慧製造、智慧服務與智慧農業等三大應用 ,大量使用機器人生產加入工業4.0概念及物聯網技術,提升自動化生產流程,並結合雲端運算,將資訊即時分析處理。 除生產流程優化,政府也聯合宏碁、 聯發科、研華等國內 30 多家廠商,簽署合作備忘錄,共同成立物聯網產業發展中心,聚焦於製造、醫療、 居家、智慧零售及公共服務等五大產業。 包括製造業、服務業、科技業等產業,將物聯網技術導入後,企業可對搜集到的龐大的資訊,進行大數據(Big Data)分析,優化製造與服務流程,提升消費者體驗,進而拉抬競爭力。 「生產力4.0計畫」十年為一期,整合國內代工製造、精實管理與智慧機械及資通訊優勢,運用物聯網、智慧機器人及大數據分析等技術,使產業邁入工業4.0。目標是十年內可讓一個人領兩份薪水、完成三份工作。 2016年新政府上任,將「生產力4.0發展方案」,聚焦納入「智慧機械」、「亞洲‧矽谷」 及「新農業」等政策推動工業4.0,希望透過推動生產自動化、智慧化,減緩因少子化而導致勞動人口結構減少的隱憂、大幅提高生產力、創造產業成長動能,作為未來航太、精密機械、醫療及醫材等專業領域的發展基礎。 工業4.0人才培育政府怎麼做? 人才是產業發展的基石,面對工業4.0趨勢,不僅企業思考人才需求,政府也愈發重視。因應工業4.0浪潮,業界需要的以不僅是機械操作者,而是需要「控制者」和「管理者」,強化智慧設計、數據分析、虛實整合等跨領域能力。 多年以來,經濟部、勞動部等相關部門,皆投入相當的資源舉辦職訓,協助半導體、數位內容、資訊服務、 機械、紡織、食品等產業,培育專業人才。 然而,工業4.0需要更多跨界人才,教育部、科技部、經濟部、勞動部等相關部會結合正規教育體系與產業機構,研擬工業4.0發展計畫與產學合作的機制,雖然可解決學生畢業即失業的困境,但是對於工業4.0所需之跨界、多元能力人才、實質提升產業價值,並無太大助益。 工業4.0人才培育,有三大挑戰: 產業知識需跨領域整合應用,人才技能培育需更加多元。 產學供需必須切合實際發展需要。 大數據應用較為薄弱,企業雖有數據,但不知如何實際應用於轉型發展。 因此,相關部會的培育計畫,也做了相當的調整。除了引進業師經驗分享,培養學生解決問題的能力,再以Maker形式讓學生累積實作經驗,也讓產業擁有即時戰力。 台灣推動成功的案例? 台灣企業轉型工業4.0最大的挑戰,是從人工管理思維轉換成數據管理思維,若能掌握數據分析管理的訣竅,即使是傳統產業,也有很高的機會轉型成功。 紡織大廠 — 宏遠,就是很好的例子。 根據媒體報導,台灣紡織業龍頭宏遠,光是 2016 年就創下超過80億營收的成績。 宏遠成立於1988年,是遠東集團旗下的紡織大廠。客戶遍及全球包括 H M、ZARA、Nike、The North Face 等知名品牌,每年為300 多個服裝品牌生產高機能、防水防風的科技布料。 傳統產業能有如此亮眼的成績,可歸功於轉型工業4.0生產模式,打造台灣第一座工業4.0工廠,光是染色製程就能減少2/3的時間,精準度提升5%,一年可以省下約3000萬台幣。 許多企業對於轉型猶豫不決,原因是在執行轉型的陣痛期間可能會影響原生產線的穩定運轉與營收,但宏遠循序漸進地轉型做法,確實可顯見工業4.0轉型的必要性,值得參考。 【延伸閱讀】半導體是什麼?晶片產業一次看懂 立即閱讀 【延伸閱讀】先進製程領軍:全面剖析半導體產業突破摩爾定律的極限 立即閱讀 About SEMI SEMI 為全球化的半導體產業協會,致力於促進電子供應鏈的整體發展,連結全球超過2,500多家會員企業以及130萬名專業人士。SEMI 會員致力於創新材料、設計、設備、軟體及服務,透過協會藉由互助合作促成更多的科技創新與商業媒合。自1970年起,SEMI 持續協助會員發展、拓展商機及加速市場成長。了解更多 SEMICON Taiwan 國際半導體展 SEMICON Taiwan 國際半導體展不僅匯集全球具影響力廠商、人才和技術,創造新市場機會,更是台灣最國際化且唯一的半導體專業展會。 SEMICON Taiwan 2022 | 9月14-16日 | 台北南港展覽館一館 | 了解更多
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在工業4.0的趨勢下,機器人是不可或缺的一環。為達到連結、優化、快速反應市場的客製化目標,製造趨勢已從人與人的合作,演變成人機協作的智慧工廠。 英國經濟學家Paul Markillie提到:「智慧製造」以網際網路、新材料和新能源為基礎,將是下一波工業革命的核心,機器人也扮演相當重要的角色。 在智慧工廠,已不見一排排工人壅擠吵雜的刻板景象,取而代之的是,大型製造機械不停轉動,少數工程師透過儀表板監控、操作,花最少的人力,提高最大的產量。 未來工廠,長什麼樣子? 拜物聯網科技所賜,機械手臂裝上感應器、連上網路,就可以更精準、大量的製造產品,大大改變了製程與品質。 智慧工廠已經是不可逆的趨勢,在未來,能連網的設備將會持續不斷的增加,再加上5G網路增加連接速度、雲端運算能力等等加持,客製化生產更加靈活,成本降低、良率提高、工作環境更安全,工業4.0自動化工廠的目標將會一一被實踐。 未來工廠三大重點: 高度自動化:增加無限網路連接速度,實踐自動化系統控制工廠運作。 機器人協作:強化數據、關鍵控制,未來可讓機器人管理機器人。 生產線更靈活:讓整體的運作更有彈性、提升生產效率。 未來工廠,我們可以想像,如果是APPLE水果糖製造商,過去為了降低成本、以量制價,也許只能蘋果、橘子口味的糖果大量製造之後,進入市場慢慢賣,如果市場反應蘋果口味賣得比較好,公司覺得增加生產量,但是一條生產線一定要至少5000包,並花費3-4週的時間,有可能做好之後,消費者口味已改變,較無法因應市場即時調整產能。但是APPLE水果糖製造商轉型成智慧工廠後,生產線靈活自動化,早上採購根據市場數據,決定補貨200包蘋果口味、300包橘子的口味的水果糖,公司連上雲端數據,馬上可以計算出剩餘材料庫存、調配產能,少量製造,快速因應市場需求。 「工業 4.0 包括提升自動化、生產力以及數據使用。」諾基亞奧盧工廠主管桑卡里(Erja Sankari),在《富比士》(Forbes)雜誌報導中解釋。 其中的關鍵,就是導入機器人生產。 國際大廠諾基亞,為了實踐自動化工廠趨勢,從產品設計、製造流程逐一改變,已經採用物聯網(IoT)技術,透過溫、濕度等感應器,打造工廠自動化環境,導入工業機器人,協助組裝與包裝產品。 未來智慧工廠的目標是:無人工廠。透過智慧化管理、精準數據、無線上網能力,讓機器人自動生產。智慧工廠未來的人力需求也不同於傳統,需要的是工程師、資料科學家等技術人才。 機器人與工業4.0的關係? 以網際網路、新材料和新能源為基礎的「智慧製造」將是下一波工業革命的核心,而主體就是工業機器人。----英國經濟學家Paul Markillie 企業要轉型工業4.0,機器人不可或缺。因為傳感技術大幅進展,機器人可以精確識別過程中重要數據,並輸送到控制單元加以分析、及時調整,優化製造過程。 目前工業機器人發展可分為兩類:模仿人的手臂作業,如焊接機器人;模仿人的下肢運動,用於搬運輸送,如搬運作業機器人。其核心技術,皆包含智慧感測、觸覺感測、運動控制等,讓機器人如人一般知道環境變化,在複雜的環境下仍能做出最有利的判斷,且隨著微電子、新材料、控制、傳感交互等科技發展,機器人功能會日漸強大。 機器人在高度重複、快速一致的工作表現相當良好,透過網路,感測技術已經能遠端控制及設定、支援高度動態控制,無論是產品測試、組裝、加工、手術協助燈可以應用,過去人工達成困難或無法完成的工作,利用感應技術皆可達到目標,提升效率與良率。 以全球第一家以機器人生產機器人的公司發那科為例,其山梨縣的工廠導入機器人系統(Robot Cell),每天24小時不停工,不需預先輸入程式,由人員直接指導就能上線作業,無人監控可運行一個月。 機器人如何協助企業轉型工業4.0?對製造業、半導體產業有何影響? 數據會說話,機器人對企業轉型工業4.0的影響,從數字可見一二。 機器人的發展與早年的大型電腦主機歷程類似,一開始銷售遲滯,但隨著中小型機種上市普及,價格越來越便宜,銷量也日漸增加,麻省理工學院機器人專家羅德尼.布魯克斯(Rodney Brooks)曾預言:電腦銷量開始以指數急劇增加,而協作機器人也會迎向這樣的一天。 現今小型機器人的成本,其實並不會比人力來得高。根據高盛報告分析,因為勞動力短缺和工資上漲等因素,中國企業正在大量添購工業機器人,對價格造成影響。2016年上海生產線組裝工人的年薪甚至高過小型機器人的價格,代表機器人售價甜蜜點已經來臨。 機器人結合電子、電力、分析能力技術等功能,當成本更親民,影響的層面會更廣。 在智慧工廠,機器人與員工不是對立或重工的關係,而是互相協助的「同事」。利用物聯網技術,當客戶需求有變時,即使在遠端也能由雲端了解機械的生產狀況、改變生產線,現場校正、測試,提高作業效率與靈活度。 現代產業趨勢已由專業分工、大量標準化往人機協同、彈性客製化生產前進,邁向無人工廠的目標。智慧化機械、工業機器人、數位資訊整合系統都扮演著重要的角色,而人力需求也不同以往,由作業員轉變為智慧機械的監控與操作分析者,思維也必須轉變,才跟得上產業需求。 半導體產業有哪些機器人可應用? 台灣半導體產業市場轉換快速,與技術更迭的挑戰。機器人可以節省成本、提高生產效率,成為半導體產業界重要的發展面向。 而機器人發展至今台灣已有許多企業如上銀、友嘉與台達電等,與國際大廠瑞典的ABB Robotics、日本的FANUC、Yasukawa、NACHI等企業同樣佔據重要地位。 但是有哪些常見的機器人科技應用,提高半導體產業工廠產能? 現今機器人約分為五大種類: 單軸機器人 一般分為滾珠螺桿傳動、同步齒形帶傳動兩種,以直線導軌配合伺服電機或步進電機,執行定位、移載、搬運等等工作。可應用於半導體、家電、醫療、汽車、包裝、點膠機、焊接、切割、檢測等產業自動化。 直角坐標機器人 在X、Y、Z直角坐標範圍內進行搬運、取放等工作,可應用在移動定位、堆疊、鎖螺絲、切割、裝夾、壓入、插取、裝配、自動藥房等領域,是智慧工廠中的重要角色。 水平多關節(SCARA)機器人 這是特殊類型的機器人,擁有圓柱形座標、4個自由度,負載小、速度快,可以運用在需要快速分檢、精密組裝的領域,如IC產業、面板搬運、電路板運送、電子元件插入組裝等。 垂直多關節機器人 此機器人自由度相當高,擁有三維運動的功能,是目前應用最廣泛的機械設備,在汽車製造商、汽車零組件與電子相關產業相當常見,只是其關鍵零件—諧波減速機(Harmonic Drive)需進口,價格上較難有競爭力。 並聯式機器人 裝備上平台之三組動力結構,帶動主動臂與被動臂進行位移,並聯式機器人可搭載第四軸作為旋轉軸(末端或上平台連結)。因為構造簡單、移動路程短,可以運用在高精密控制的高速取放、篩選作業等工作,食品業、電子檢料、製藥、包裝等產業。 資料來源:http://bit.ly/2KKUBcl 台灣發展機器人領域企業 台灣廠商長年投入工具機械研發技術,已在國際嶄露頭角。 台灣長期在工業電腦、機械自動化設備、機械自動化系統三大領域佈局逐漸完整,已形成市場優勢。相關領域企業可參考圖表: 例如鴻海發展「雲移物大智網+機器人」七大領域,上銀、銀泰、台達電等企業在零件製造領域也有相當好的產品發展,再結合政策扶植,將帶動3D視覺感測、大數據分析等應用,半導體產業迎向自動化未來。 機器人會取代誰的工作? 不過,工業4.0、工廠自動化等趨勢,對員工來說,他們看見的是:自己的工作會不會被取代?進一步的問題是:未來需要具備什麼樣的能力才能生存? 自動化的確會取代一部分的人力,人力配置上勢必會經歷一番變革與陣痛,但自動化並不是全部,機器人可以增加生產力、產品品質的穩定度、生產效率,可是人的溫度、情感、創造力,很難以機器替代。勞動、高重複性的工作交給機器,人力就可以專注在創新或是需要情感支持的服務。 而且製造業中,仍有一些機器人無法完全取代人力部分: (1)在後端傳統人力、雲端數據分析等工作。 (2)有資深經驗的員工,調整監控、調度機器人,讓自動化生產維持穩定與品質。 過去,台灣OEM製造能力,造就許多就業機會與台積電、鴻海、和碩及華碩等標竿企業,以及堅實靈活的中小企業。然而,大量製造的利潤已經不如以往,結合機器人協作製造,轉型工業4.0智慧工廠,是再造企業高峰的一帖良方。 台灣工廠在嘗試轉型的過程中,應該具體落實以下四步驟: 自動化、省力化 :提升測試效率與產品良率,達到精實生產 。 網路採集數據: 工業0轉型,數據的收集與研究是重點之一,機械設備本身狀態、生 產 過程、生 產 現場、市場反應的數據,都需要透過感測採集、聯網分析。 數據整合視覺化 :整合各種數據,分析、統計,再將數據視覺化,顯示工廠實際的生產狀態。 大數據分析、預測性維護:數據即時傳送雲端進行大數據分析,及早判斷故障時間,以預測性維護提高 產能,減少維修成本 。 事實上,工業機器人領域已有許多本土廠商耕耘已久,具備關鍵技術,生產機器人機電設備、感測元件、多軸機械手臂與人機界面等等產品,協助企業轉型智慧工廠。 國際半導體協會(SEMI)將於九月舉行半導體展,將會有於機器人領域深耕多年的企業參展交流,也規劃相關講座活動,解析未來機械自動化趨勢。各企業不妨多參與相關領域展覽,能夠直接接觸協作企業,一同合作共創智慧工廠趨勢!
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生產一個客製化的產品,需要多久時間?答案是58秒。 這並非未來,在工業4.0的時代,是現在進行式。2013年德國《高技術戰略2020》十大未來專案納入工業4.0項目,至今5年,從概念到實踐,領頭企業腳步飛快,透過虛實整合、數據分析使用者(消費者)決定生產方向、服務內容、創新商業模式。 SAP物聯網資深副總裁凱瑟(Thomas Kaiser),接受天下雜誌訪問時表示:「技術和製造不再是重點,產品只是載具,重點是隨產品而來的服務。這是商業思惟和商業模式的深度改變。」 未來,商業模式不是由生產者驅動,而是從買方出發,驅動研發、供應鏈、整個生產系統與服務。改變的速度很快,跟得上腳步,就能掌握風口。 工業4.0影響了什麼? 工業3.0時代,廣泛應用電子與信息技術、資料庫系統、模具,讓製造過程自動化,設計、製造、組裝、分析都在電腦系統中完成,大幅度提高研發效率,降低生產成本。 以工業3.0電子信息化為基礎,連結與優化是工業4.0的核心精神。 連結製造相關元素,進行優化,大量運用自動化機器人、物聯網感測、供應鏈互聯、銷售及生產大數據分析,人機協作優化生產流程,提升生產力及品質,以增進企業競爭力與獲利,達到單一批量只有一件也可生產的客製化目標,進而提高消費者的互動黏著度。 例如,過去知名運動品牌如NIKE、PUMA等,一向是以替運動明星開發專屬商品,拉抬品牌知名度,然而,2012年NIKE推出客製化運動用品服務,消費者可上網選擇自己喜歡的鞋子材質、顏色、花樣等,鞋子就會送到家中。就是工業4.0實踐高度客製化很好的例子。 工業4.0分為三大項目: 智慧工廠:研究生產系統及過程智慧化,以網路連結生產設施,人機協作、提高效能。 智慧生產:讓企業提升整體生產物流管理、人機互動以及3D技術的生產應用能力。此項目特別注重中小企業,讓中小企業從智慧生產技術中受益,進一步成為工業生產技術的創造者和供應者。 「智慧物流」,主要通過網際網路、物聯網、物流網,整合物流資源,充分發揮現有物流資源供應方的效率,不僅降低成本,也讓買方能夠即時獲得訂購商品。 工業4.0如何改變你我生活? 「SoLoMo」,意指Society(社會的)、Local(在地的)、Mobile(移動的),整合虛實信息,提升產品價值,就是工業4.0的產業模式。 例如:生產老人防走失器,透過互聯網的平臺,可以遠端定位和觀察使用者動態;或是將住家與工廠的監控系統與手機相結合,從手機上就能實時收看所有監視器情況等,都是很好的應用實例。 如何帶動企業成長? 未來,智慧工廠是趨勢。 智慧工廠會包含幾個特點: (一)感應器會裝設在工廠內所有設備、物料、半成品、成品中,除了監控生產過程,也可以記錄所有數據,加以分析,藉以提升生產品質使消費者產生信賴感。 (二)大量使用機器人自動化生產,結合IT進行即時品質監控取代傳統人力監控,減少人力成本、提高效能、穩定品質。 (三)全面自動量測(AOI、ATE、機器手臂等)進行細微的校準調整,也可以因應訂單的改變即時製造產品。 (四)利用現場監控系統,採集大量生產設備及產品資料,傳送到雲端伺服器,透過Big Data分析,提高決策的正確度。 (五)累積大量消費者數據,分析瞭解客戶習性、預測客戶需求,商業模式從B2C走向以客戶需求為起點 ,「多樣少量」C2B的客製化生產與銷售,讓客戶回流。 半導體產業如何轉型工業4.0思維? 工業4.0是高科技與通訊技術的結合,讓生產部門得以拓展,回應日漸複雜的市場需求,因此相關的技術與設備就非常重要。大多數的半導體企業,都有潛力轉化為自動化工廠,或是透過加裝簡單的設備就能建立自動化系統。 但是,半導體企業若只是延伸其感測器與其它半導體元件的範圍是不夠的,現有產品的範圍必須要以通訊和低功率微處理器技術予以擴展。 另一個轉型關鍵,就是必須具備新思維。維持硬體利潤越來越困難,企業要思考的是,如何創造其他優勢賺取利潤?麥肯錫管理公司提出有助於硬體公司轉型軟體思維的建議: 高階領導人必須將企業轉型納入營運策略中,帶領團隊制定完整計畫。軟硬體團隊必須溝通協調,對於目標、時間表、須具備什麼功能等等事項有共識,了解彼此的進展。 發揮硬體優勢與軟體價值,認清現有的優勢與危機,例如忠誠的客戶、專利技術、品牌形象尚未建立等等,從中挖掘新的價值或制定新的定價策略,例如:使用固定訂閱服務,定期向客戶收取費用,無論他們使用軟體多久或接受升級等,並提供吸引客戶的誘因,引導客戶購買。 招募不同領域的人才。聘用不同領域、經驗豐富的領導人,結合其他產業的專長技術,較有機會創造出獨特的優勢。要轉型成功,公司必須要調整組織架構,而不是期待員工們改變工作方式 。 台灣可以轉型工業4.0的優勢與劣勢 各國皆大力發展工業4.0,台灣也無法置身事外。 我國製造業面臨市場型態改變,及資源有限與高齡化/少子化等內在問題,經濟部工業局於2014年10月16日推出「生產力4.0計畫」,以中小企業為主要對象,鎖定智慧製造、智慧服務與智慧農業等三大應用 ,大量使用機器人生產加入工業4.0概念及物聯網技術,提升自動化生產流程,並結合雲端運算,將資訊即時分析處理。 除生產流程優化,政府也聯合宏碁、 聯發科、研華等國內 30 多家廠商,簽署合作備忘錄,共同成立物聯網產業發展中心,聚焦於製造、醫療、 居家、智慧零售及公共服務等五大產業。 包括製造業、服務業、科技業等產業,將物聯網技術導入後,企業可對搜集到的龐大的資訊,進行大數據(Big Data)分析,優化製造與服務流程,提升消費者體驗,進而拉抬競爭力。 「生產力4.0計畫」十年為一期,整合國內代工製造、精實管理與智慧機械及資通訊優勢,運用物聯網、智慧機器人及大數據分析等技術,使產業邁入工業4.0。目標是十年內可讓一個人領兩份薪水、完成三份工作。 2016年新政府上任,將「生產力4.0發展方案」,聚焦納入「智慧機械」、「亞洲‧矽谷」 及「新農業」等政策推動工業4.0,希望透過推動生產自動化、智慧化,減緩因少子化而導致勞動人口結構減少的隱憂、大幅提高生產力、創造產業成長動能,作為未來航太、精密機械、醫療及醫材等專業領域的發展基礎。 工業4.0人才培育政府怎麼做? 人才是產業發展的基石,面對工業4.0趨勢,不僅企業思考人才需求,政府也愈發重視。 因應工業4.0浪潮,業界需要的以不僅是機械操作者,而是需要「控制者」和「管理者」,強化智慧設計、數據分析、虛實整合等跨領域能力。 多年以來,經濟部、勞動部等相關部門,皆投入相當的資源舉辦職訓,協助半導體、數位內容、資訊服務、 機械、紡織、食品等產業,培育專業人才。 然而,工業4.0需要更多跨界人才,教育部、科技部、經濟部、勞動部等相關部會結合正規教育體系與產業機構,研擬工業4.0發展計畫與產學合作的機制,雖然可解決學生畢業即失業的困境,但是對於工業4.0所需之跨界、多元能力人才、實質提升產業價值,並無太大助益。 工業4.0人才培育,有三大挑戰: 產業知識需跨領域整合應用,人才技能培育需更加多元。 產學供需必須切合實際發展需要。 大數據應用較為薄弱,企業雖有數據,但不知如何實際應用於轉型發展。 因此,相關部會的培育計畫,也做了相當的調整。除了引進業師經驗分享,培養學生解決問題的能力,再以Maker形式讓學生累積實作經驗,也讓產業擁有即時戰力。 台灣推動成功的案例? 台灣企業轉型工業4.0最大的挑戰,是從人工管理思維轉換成數據管理思維,若能掌握數據分析管理的訣竅,即使是傳統產業,也有很高的機會轉型成功。 紡織大廠 —「宏遠」,就是很好的例子。根據媒體報導,台灣紡織業龍頭宏遠,光是 2016 年就創下超過80億營收的成績。 宏遠成立於1988年,是遠東集團旗下的紡織大廠。客戶遍及全球包括 H M、ZARA、Nike、The North Face 等知名品牌,每年為300 多個服裝品牌生產高機能、防水防風的科技布料。 傳統產業能有如此亮眼的成績,可歸功於轉型工業4.0生產模式,打造台灣第一座工業4.0工廠,光是染色製程就能減少2/3的時間,精準度提升5%,一年可以省下約3000萬台幣。 許多企業對於轉型猶豫不決,原因是在執行轉型的陣痛期間可能影響原生產線的穩定運轉與營收,但宏遠循序漸進地轉型做法,確實可顯見工業4.0轉型的必要性,值得參考。
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