市場前線|智慧製造與機器人系統應用於航太、半導體與光電市場

作者:

賴明村

刊登日期:2021/07/27

製造業面對高階航太、半導體與光電市場客戶對供應鏈嚴謹的高品質要求,都面臨品質、交期、與成本的議題,而由於COVID-19疫情的影響,也成為製造業的生產過程的另一項挑戰。

千附精密前身為千附實業的精密科技事業部,核心能力為以高精密加工技術,進行飛機引擎、機身結構零組件的加工,同時亦接受委託製作光電大型各式真空腔體,其中結合不鏽鋼、鋁合金厚板焊接和表面潔淨技術,同時將業務延伸至半導體設備關鍵零組件製造與國防產業。即便現在國際航太產業受到COVID-19疫情的影響,產業規模萎縮生產製造停滯的現象,但隨著台灣半導體產業的蒸蒸日上,對於半導體設備關鍵零組件製造的需求是日益成長。

千附精密經由整合智慧自動化排程系統,透過人工智慧團(AI)機制改善傳統製造業所面臨的排程問題,除此之外,亦寄望採用先進智慧機器人系統,用以導入研磨製程自動化,透過導入AI機器人搭配人機協作的方式改善過去研磨製程運用大量人工耗時耗力的缺點,並降低現場作業人員的負擔,而藉此維持產品的一致性品質與可靠性。

真空設備是半導體與光電產業製造的重要關鍵基礎設備,因為晶圓與面板製程需要在高真空環境的設備中以各式氣體,進行蝕刻與鍍膜,其中腔體是關鍵組件,以不鏽鋼、鋁合金或碳鋼等的大型箱子,經由焊接、精密加工、研磨接口與氣密面,使其內部達到進行相關半導體與光電、面板嚴謹製程所要求的真空狀態。

此外,千附精密從事飛機引擎機匣與機身結構件生產製造,供應給國際飛機製造公司如波音、空中巴士與奇異公司。從半導體與光電而至航太產業,我們的客戶都是全球產業的領導廠商,這些領導大廠會是以更高標準來要求供應商所提供的產品與服務,因此,我們期待藉由採用相關智慧製造技術,例如AI機器人系統與智慧排程,以維持競爭優勢,並生產出符合指標大廠的產品品質要求。
台灣製造業為了擴大競爭優勢,迎接高階市場客戶對上游供應商提出不論是在交期、成本或品質上的艱鉅挑戰,如半導體、光電高科技產業到航太甚至是國防產業,個別客戶的要求因為產業別的不同有非常明顯的差異。以生產交期而言,對市場脈動相當敏感的半導體產業,供應商在製程上需要有非常高的機動性與靈活的掌握能力,需在最短時間內達成客戶對產能變化的要求。而航太產業訂單具有長期穩定且變動性小的特點,供應商可以有較長期的生產規劃依據客戶時程交貨。製造業面對當前的劇烈挑戰,智慧製造會是我們這樣的傳統製造業勢必要前進的方向。

我們因此希望利用人工智慧相關智慧製造技術來解決生產面臨的困難議題並穩定生產品質提升效能,特別是針對產業脈動敏感度高的半導體與光電產業。客製化的真空腔體是少量多樣的產品,每一面板業者基於自有獨特的技術與生產規劃,客製化調整製程設備,因此,我們設備零組件供應商就必須依隨進行客製化修改,每個零件會有各自的生產工序以符合不同真空腔體的需求,應用AI人工智慧機制於排程系統,可將時程、工序、人力等限制條件,形成規則且建立人工智慧演算法模型,滿足訂單需求並符合資源限制,有效運用及提升生產效率。人工智慧自動化進行排程調度最佳化,在因應訂單數量與交期異動等變動需求時,系統可快速重新調整排程,增進生產排程的即時性與準確度。

面對少量多樣客製化生產模式,現今製造業紛紛以自動化揭開智慧製造序幕,完全真正自動化對於我們千附這樣的傳統產業有其施行上的困難,我們認為需要更高彈性的生產機制來因應變動幅度大的產業,依照目前的產品型態與生產流程以智慧製造來做到完全自動化仍有不近完美之處。同時必須考量轉換為全自動化生產,需要花費的系統軟硬體建置成本。如此,對於彈性製造需求度相當高的產業來說,人機協作也許可能會是較好且可行的生產模式。而我們正跟工研院合作,希望導入研磨製程自動化與智慧化,以智慧機器人研磨系統,希望能夠有效提升生產效能,維持產品品質的一致性與可靠度並降低現有作業人員的負擔以解決研磨製程大量人工耗時耗力的缺點。

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