在制造過程的各個環(huán)節(jié)，幾乎都可廣泛應(yīng)用人工自動化技術(shù)，像是專家系統(tǒng)可以用于工程設(shè)計、工藝過程設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)度，以及故障診斷等技術(shù)；亦可將神經(jīng)網(wǎng)路和模糊控制技術(shù)等先進技術(shù)，應(yīng)用于產(chǎn)品配方、生產(chǎn)調(diào)度等流程，實現(xiàn)制程自動化化。
整合平臺及軟硬體的共同發(fā)展，讓系統(tǒng)整合制造更加完整；讓工廠精確地管理原料、制程及產(chǎn)品，不但能夠因此降低成本，此外亦能提升效率。制造的自動化化，讓制程更加精確，亦確立了工廠自動化的新型態(tài)，向“自動化工廠”邁進。
近年來，制造業(yè)面臨的競爭日趨激烈，消費者的胃口瞬息萬變，造成產(chǎn)品生命週期愈來愈短，客制化產(chǎn)品日趨多樣，制造成本亦跟著難以控制；此外，更加復(fù)雜的其他因素變項，使得廠商必須隨時面對不穩(wěn)定的訂單、少量多樣的生產(chǎn)、生產(chǎn)良率的控制，以及備料庫存壓力等相關(guān)問題，從中尋求一個能夠同時提升生產(chǎn)力及競爭力的關(guān)鍵策略，成為廠商有志一同的關(guān)切方向。
“自動化工廠”的發(fā)展，為廠商提出了新的方向。包括清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計畫編排與生產(chǎn)進度等，都是業(yè)者提升競爭力及生產(chǎn)力所必須掌握的關(guān)鍵項目。
環(huán)顧工廠制造的發(fā)展歷程，早期主要是讓“人”來照顧機臺；在自動化導(dǎo)入后，雖然建立大量標準化規(guī)則，并透過程式系統(tǒng)加以控制加工生產(chǎn)，但仍然需要“人”監(jiān)視機臺，制程資訊亦需要透過人工抄寫，統(tǒng)計資訊內(nèi)容亦不甚完整。
一直到整合平臺、軟體、硬體及機臺的共同發(fā)展，逐漸形成“自動化工廠”概念，才使得廠商從單純的制造業(yè)，成為“服務(wù)型”的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。
自動化工廠技術(shù)來自人工自動化研究
制造領(lǐng)域的自動化，源自于“人工自動化”的研究。自1980年代起，人工自動化被引進制造領(lǐng)域，制造業(yè)各種自動化化的機械，如：沖壓機械手，沖床機械手，數(shù)控車床機器人等。制程以及系統(tǒng)等技術(shù)興起，自動化制造技術(shù)尤其更加多元；此外，近年來包括系統(tǒng)平臺、軟體技術(shù)、感測系統(tǒng)及網(wǎng)際通訊等技術(shù)的突飛勐進，讓自動化制造系統(tǒng)更加強大，甚至能跨越地域限制的遠端控制，都是自動化工廠的技術(shù)展現(xiàn)。
不可諱言，制造的全程中實現(xiàn)“完全的”自動化化，雖然并非完全做不到的事情，但現(xiàn)在的技術(shù)的確有些難度，只能期待遙遠的將來。但這類早期用于高科技的自動化制程技術(shù)，是否可以用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這個傳統(tǒng)以來多是勞力密集化的產(chǎn)業(yè)，是否也可以透過相關(guān)技術(shù)來完成“制造自動化化”，乃至于自動化工廠
回顧過去的制造系統(tǒng)演變，不難發(fā)現(xiàn)是需求的改變及新技術(shù)的引進，成為改變制造系統(tǒng)型態(tài)的主要驅(qū)動力。1970年代之前盛行“專用制造系統(tǒng)”，強調(diào)快速有效率生產(chǎn)單一產(chǎn)品，以滿足市場的需求；但隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步，產(chǎn)品的生命週期隨之縮短，傳統(tǒng)的專業(yè)制造系統(tǒng)無法滿足市場改變的腳步，于是在1980年代衍生出可程式化及多功能的“彈性制造系統(tǒng)”作為替代，使產(chǎn)品型態(tài)改變時，控制者仍可透過程式化介面，調(diào)整系統(tǒng)的功能。
在1980至1990年代，制造系統(tǒng)建構(gòu)的重點，從快速制造轉(zhuǎn)換為“提升品質(zhì)”及“降低成本”，這類思考也導(dǎo)致后來“精實制造”及“敏捷制造”蔚為主流；前者指制造活動所需資源減低，后者更進一步將企業(yè)組織與產(chǎn)品型態(tài)變動融為一體。1983年，人工自動化被帶入製造業(yè)，成為工廠自動化的起源，至此之后制造系統(tǒng)自動化的腳步，就一直沒有斷過。
自動化制造的目標，簡單來說，即是將人工自動化融入制造過程的所有環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)直接可以自動監(jiān)測生產(chǎn)線運作過程，亦可自動調(diào)整、自動組織，甚至“最佳化”在制程中整合設(shè)計、加工、控制及管理等過程，以適應(yīng)外界或內(nèi)部的變化環(huán)境。
“制造自動化”之所以蔚為風(fēng)潮，主要的原因在于原物料價格飛漲，但產(chǎn)品的價格卻因為競爭激烈價格未跟著上揚，廠商必須設(shè)法吸納因原物料上漲所增加的成本負擔(dān)；因此，讓工廠精確控制原料、制程及產(chǎn)品，不但能夠因此降低成本，此外亦能提升效能，制造的「自動化」便成為工廠自動化的當(dāng)務(wù)之急。
另外，制造的自動化亦是因應(yīng)產(chǎn)能效率，以及人力成本等問題的解決方桉。早期的臺灣制造商，面對逐漸高昂的人力成本，多以轉(zhuǎn)向人力成本較低的大陸做為生產(chǎn)制造基地；但在近年來，隨著大陸經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，人力成本也成為下一階段的新負擔(dān)。在大陸的廠商必須重新佈局設(shè)點，或轉(zhuǎn)向內(nèi)地，或出走他國，而仍留在臺灣的制造業(yè)廠商，也同時再次面臨著人口結(jié)構(gòu)的改變。
除了基層勞動力外，技術(shù)勞工的短缺也是相同的困境；不論任何地區(qū)，均促使產(chǎn)業(yè)界對生產(chǎn)自動化與自動化的更高度期盼。
因人力成本所衍生出的“自動化制造”，指的是透過自動化機器與人所共同組成的“人機一體化”系統(tǒng)，制造系統(tǒng)在制程中，協(xié)助“人”進行分析、推理、判斷、構(gòu)思及決策等活動，通過人與自動化機器的合作，系統(tǒng)的功能再次延伸，取代人類在製造過程中原有的部份勞動與腦力，如此一來，“自動化制造”再次更新了制造自動化概念。
目前來看，“自動化工廠”概念仍眾說紛紜，如果就業(yè)界的產(chǎn)品布局來看，仍可歸納出一個共通定義，新概念工廠“自動化”，主要可以包含“制程管控可視化”、“系統(tǒng)監(jiān)管全方位”及“制造綠色化”三層面。
從“制程管控可視化”來看，由于自動化工廠高度的整合性，在產(chǎn)品制程上，包括原料管控及流程，均可直接即時展示于控制者眼前，讓控制者得以全盤掌握制程的現(xiàn)況，同時系統(tǒng)機具的現(xiàn)況亦可即時掌握，讓控制者得以進行在控管制程的同時，減少因系統(tǒng)故障造成偏差。
此外，制程中的相關(guān)數(shù)據(jù)均可保留在資料庫中，讓管理者得以有完整資訊進行后續(xù)規(guī)劃，也可以依生產(chǎn)線系統(tǒng)的現(xiàn)況規(guī)劃機具的維護；也因為資訊的整合，以之建立產(chǎn)品製造的“自動化組合”。
“系統(tǒng)監(jiān)管全方位”部份，由于自動化制造的設(shè)備，必須具有感知能力，以感測器做連結(jié)，系統(tǒng)可進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能；這類制造裝備，可以說是先進制造技術(shù)、資訊技術(shù)和自動化技術(shù)的深度結(jié)合。
當(dāng)然此類系統(tǒng)，絕不僅只是在工廠內(nèi)安裝一個軟體系統(tǒng)而已，主要是透過系統(tǒng)平臺「累積知識」的能力，來建立設(shè)備資訊及反饋的資料庫。這不但可掌握產(chǎn)品完成之時程，亦可提供更進一步服務(wù)，從訂單開始，到產(chǎn)品制造完成、入庫的生產(chǎn)制程資訊，都可在資料庫中一目了然；此外，在遇到制程異常的狀況，控制者亦可更為迅速反應(yīng)，以促進更有效的工廠運轉(zhuǎn)與生產(chǎn)。
在“制造綠色化”方面，除了在制造上利用環(huán)保材料、留意污染等問題，并與上下游廠商間，從資源、材料、設(shè)計、製造、廢棄物回收到再利用處理，以形成綠色產(chǎn)品生命週期管理的循環(huán)，更可透過綠色ICT的加值應(yīng)用，延伸至綠色供應(yīng)鏈的協(xié)同管理、綠色制程管理與自動化環(huán)境監(jiān)控等，協(xié)助上下游廠商與客戶之間共同創(chuàng)造符合環(huán)保的綠色產(chǎn)品。
自動化工廠早期多注重在“制程”的自動化，這主要是來自于高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展；透過電腦平臺系統(tǒng)，直接監(jiān)控機臺及生產(chǎn)線，適合應(yīng)用在較為精密的產(chǎn)業(yè)上；此外像是沖壓工程，多需要勞動力強的工作環(huán)境工作，就需要用到沖壓機器人，因此使用機器人乃至于“自動化制造”成為這類廠商的最佳選擇。
因此，從系統(tǒng)架構(gòu)來看，自動化制造可以將整個系統(tǒng)分為“全方位制造系統(tǒng)”、“可重組自動化系統(tǒng)”以及“自動化化維護系統(tǒng)”三個組合。特征可將自動化制造系統(tǒng)大致歸納下列五項：
一、系統(tǒng)具有自主能力：可采集與理解外界及自身的資訊，并以之分析判及規(guī)劃自身行為。
二、整體可視技術(shù)的實踐：結(jié)合訊號處理、推理預(yù)測、彷真及多媒體技術(shù)，將實境擴增展示現(xiàn)實生活中的設(shè)計與制造過程。
三、協(xié)調(diào)、重組及擴充特性：系統(tǒng)中各組承擔(dān)為可依據(jù)工作任務(wù)，自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
四、自我學(xué)習(xí)及維護能力：透過系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)功能，在制造過程中落實資料庫補充、更新，及自動執(zhí)行故障診斷，并具備對故障排除與維護，或通知對的系統(tǒng)執(zhí)行的能力。
五、人機共存的系統(tǒng)：人機之間具備互相協(xié)調(diào)合作關(guān)係，各自在不同層次之間相輔相成。
從自動化制造到自動化工廠，基本上系統(tǒng)的發(fā)展均依照這五項特征為基礎(chǔ)，作為后續(xù)變化的支撐，而這些特征，也成為工廠自動化的重要特色重點。
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