新世代模具与成型智慧工厂: 物联网与先进模具成型技术

■陈震聪/ ACMT 主任委员

前言
2020年的春节期间,新冠病毒的肆虐,揉乱了大家年节气氛及企业原定的开工计画。整个社会从无序到有序,在 政府的统筹与协同地方资源,乃至於每一个医疗院所及社区,滴水不漏的努力对抗二个主要看不到的敌人—病毒 和恐慌。这场疫情带给人们的是一场悲剧,一线医护人员的牺牲与奉献令人动容,造成了诸多家庭的破碎;虽然疫 情有下降的趋势,但人们与病毒的对抗,至今仍未完全解决,也可能无法根绝。
虽然疫情让世界的某些人因此有了对亚洲人的偏见,但足以证明地球上的人们彼此是如此接近;同时也抑制了全世 界正在发生的「理性或无理性」抗争与贸易保护;惊觉我们视为平常的拥抱及简单的见面握手,如今是如此地小心 而更显珍贵。可喜的是这场疫情并没有让我们陷入极度的悲观,各行各业同心协力积极复工,期望恢复往常的繁忙, 以及摆脱这场疫情在人们心中留下的阴影。

忧伤不能疗伤
持续二年的中美贸易摩擦,让全世界经济陷入不确定的状态,看似是二国的贸易顺逆差所引发的政治问题。但这场 突其而来后的疫情,让人们发觉中国供应链佔全球15%,而且是世界重要的消费市场,它的瞬间暂停,对世界经济 影响是非常巨大与重要。可预见的是,在未来对于社会、国家及全人类的各项反思,至少在2020年不会停止。这 是一件好事!这场疫情势必影响中国及全球产业布局与资源重新分配,中国从「世界工厂」成为「世界市场」的转 换也将会加速。经济贸易、科技发展及智慧工厂的竞争在这次的疫情之后,不仅仅改变政府施政思维与加强支持力 度,更会改变中国企业未来在国内外的发展布局,考虑如何避开过度集中的风险。通讯、大数据及AI所涉及的人 才与软硬件实力,在这疫情过程中发挥极大的作用。因此,智慧科技所支持的「食、衣、住、行、育、乐」等需求 都会随之更加强化,科技与制造业受到新兴需求而加速研发,会拉动另一波增长。这些都提供给我们产业一个积极转型的动能。

你没看见影响,但它已经在发生
在工业4.0概念的驱动力下,工厂智慧化的概念这几年已经渗透到各行各业,以及我们的生活、人才教育等各方面。新世代智慧工厂的核心是数据,工业数据是实践智慧制造的最为核心的技术。在整个产品开发生命周期流程中 产生大量的数据,透过这些数据的分析和挖掘可以了解问题所产生的过程及造成的影响与解决方式,我们利用这些过程数据建构模型成为了有关联的知识,进一步避免问题的发生,其真实意义在于把传统的经验知识转换成与 事实相关的逻辑,可以将传统经验和数据技术融合,加以沉淀和传承。工业数据,透过先后次序而有系统地蒐 集与分析,实践了数据真正的价值,而5G、大数据及人工智能的产业化发展,将加速了制造业的变革。五年内, 你的生活可能百分百与「AI」有关,无所不在,甚至也可能取代你的工作。这个事情正在发生。

变与不变的价值体现
模具与成型工业作为国民经济的基础行业,涉及精密机械、汽车、轻工业、食品、电子、化工、冶金与材料等 等各个行业,应用范围十分广泛。模具技术是衡量一个国家制造水平的重要指针,模具技术促进工业产品以及 生产质量的提高,为社会创造极大的经济效益。模具可以说是产品过程的必要工具及装备,一个可以创造产品 价值的放大器。

「产品分析」、「模具设计」、「精密加工」、「钳工组立」及「试模量产」是传统模具与射出行业之五个主要过程管理的元素,这五个元素是现今模具与成型流程管理的主轴,它不只是用于塑料射出品,同时也体现在 冲压、压铸、锻造甚至在自动化方案等等模具或装备的开发,严格来说,模具也是装备的一部分。所以,这五 个过程管理元素是非常重要的基础模型,它包含模具成型企业组织的分工合作及各组织的职责状态,通用于不 同规模大小的企业,而且过程元素是缺一不可。总体上都依循在主轴流程之五个主要过程管理元素上进行,这 也是模具成型智慧化工厂的基本特征,所有模具成型智慧工厂所需的「智慧设计」、「“T零”量产」及「高 质量生产」的新价值体现,都是从这五个主要过程管理元素出发。

图 1:过程管理五元素与价值体现

在这一期CMM中,我们邀请了行业与技术专家及企业。从「智慧设计」、「“T零”量产」及「高质量生产」 的方向发展所涉及理论及应用,提供了十几篇精彩文章来与同业同好相互交流。
• 智慧设计,在产品设计及模具设计是将3D模拟仿真分析与3D CAD参数设计的「一体化融合」的系统工程, 它如何成为智慧工厂的发动者及守门员,它又如何提供模具工程师观念上的革新与工作的便利,促进了智慧 工厂的根本性发展。
• “T零”量产,是我们模具与成型行业多年追求的梦想,它不仅是创新定义,更是一个新高度!然而「“T零” 量产的高度」的成功并不是偶然,而是承载前辈与后进们多年来前仆后继而积累下来的经验与成果,加上这时代赋予给它的能力和动能等种种缘分聚集。我们可以看看这些发展的成果。
• 高质量生产,除了涉及模具设计及模具制造的质量,更包含成型材料科学数据与射出机本身、周边辅助设备 及自动化的高质量发展。同时集成了物联传感器、大数据及人工智能的技术元素,使得传统产业转型升级有 了一把黄金钥匙,打开这扇迈向高质量生产的大门。高质量生产是一个产业系统工程,对于它的未来,值得 我们拭目以待。

图 2:五大系統互通互联矩阵图

因危机而强大
疫情之后,我们的社会与政府必定透过「大建设」—人心的建设、经济的建设、产业的建设及重新建构国际 关系等,来恢复人们信心与稳定秩序。从过去美国经历了大流感及中国经历的SRAS经验告诉我们—在每次 的疫情之后,都会伴随出现持续多年的高度经济成长,而同时人们似乎也成长了智慧和谦虚。这一切都是人类 意志力与对大自然敬畏的展现。您是否相信,危机带来的不是更多的限制,而是有了更多的机会与可能?!在 越来越不确定的时代,机会总是留给有準备的人。■

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