走進全球排名前五大之汽車後視鏡供應商福華明鏡位於彰化的廠房，一條產線旁的顯示面板上，可以清楚看到產線的所有生產情況，這時剛好有一塊形切完成的鏡片，經過檢驗區段時，被線上複合影像檢測系統發現輪廓尺寸異常，對其進行檢出；同時，產線所有生產資訊也正不斷蒐集傳送到汽機車關鍵零組件製程可視化虛實整合CPS平台(CPS, Cyber-Physical System)，一旦分析出機台設備有異常，系統會馬上將異常資訊回饋到形切機，形切機便會自動調整加工參數，維持後續產品的生產品質。
福華明鏡建玻事業處處長黃悅書指出，上述智慧化生產流程，只是該公司走向智慧製造的第一步，未來福華明鏡將進一步把即時問題發現、分析回饋、自動調整等智慧動態生產模式，擴散到福華明鏡所有廠房的所有產線，並且藉由製程可視化虛實整合CPS平台上分析長期累積之生產資料，讓福華明鏡製造部門的負責人，未來不管人在什麼地方，只要滑著手機或平板電腦連網，就可以全面掌控集團所有產線的運作狀況。
4大問題亟需智慧化解決
其實，福華明鏡導入智慧製造，只是臺灣運具產業邁向工業4.0的一個開端。負責協助福華明鏡導入智慧製造的工研院機械所經理蔡雅惠指出，臺灣汽車零配件在內的運具產業，一直以來憑藉優異製造技術與完整的產業聚落，努力建立堅強的國際競爭力，只是近年來產業面臨人力資源不足、國際大廠訂單需求日益複雜且品質要求日益增高等問題，對運具產業的生產製造帶來挑戰，臺灣廠商如要維持國際競爭力，必須儘速邁向智慧製造的生產模式。
因此，工研院在經濟部技術處的支持之下，跨部門整合資源，協助運具產業迎向智慧製造，期能為運具產業建立產線製程可視化之虛實整合CPS平台，再以IoT結合雲端、大數據分析等技術等打造更強智慧製造能力，而福華明鏡只是計畫開始的第一個技術驗證示範場域，未來，針對高反光性零組件包括離合器組件、板金模具、金屬零組件、輪圈、車燈…等廠商的生產線，都可以快速複製福華明鏡的經驗，開啟智慧製造之路。
然而，智慧製造範疇甚廣，產業邁向智慧製造，必須循序漸進。「廠商要先檢視自身想要解決的問題，找出需求點之後，再投以相對應的藥方。」蔡雅惠經理以福華明鏡後視鏡產線的後段製程為例指出，後視鏡後段製程一直以來都面臨四大挑戰：第一：產線部分製程尚未自動化，上下料、生產仍多採人工作業，不僅會有生產時間不穩定、需夾治具、易破片、工安危險的問題，在目前嚴重缺工的趨勢下，人工不足也是很大的困擾；第二：原生產機具與設備皆無聯網功能，因此生產資訊無法有效傳遞，製程資訊無法即時掌握，也無法遠端控制調整。第三：在產品輪廓品質控管方面，由於鏡片具有高反光曲面之特性，目前市售難以尋得自動線上檢測之解決方案，產線只能採取人工或離線量測設備檢驗，人工檢驗有品質認定不一之問題，而離線檢驗則要6~8分鐘才能完成1片產品的檢驗，時間冗長無法符合線上6秒/片之生產速度，難以做到全檢及檢測異常資訊回饋，而由於後視鏡產品外銷品質要求甚高，只要有1件不良品，便得整批退貨，因此產品線上全檢一直是福華明鏡亟需解決的問題。第四：缺乏智慧自動化及虛實整合製造的情況之下，難以迅速滿足市場少量多樣的生產模式。
導入感測、自動化、雲端、大數據 一次邁向智慧製造
針對既有問題，工研院透過感測、雲端PaaS、自動化設備與大數據分析等技術，逐一為福華明鏡解套。首先，針對作業人員不足的問題，示範產線藉由導入內建雷雕與雷射檢測功能的機器手臂系統解決方案，除可無需整列的自動供料外，可自動在產品上雕刻各種語文的警示語，更可自動檢查產品是否有異常；同時，透過「高反光曲面物件輪廓投影取像」、「輪廓尺寸品質指標檢測」等技術，在製程中導入「高反光曲面2.5D自動線上輪廓品質指標回饋」，不僅達到提升檢測準確率達99%以上的效益，並且實現每6秒內完成1片產品檢測回饋的成果，較原本離線尺寸檢測每片需時6~8分鐘，提升百倍，自動化效益明顯。
而為進一步實現智慧化，工研院透過嵌入式設備聯網控制模組，可達成異質聯網，使舊有機器設備都能連上網路及可授控之狀態，再於機器設備上裝設各種感測器，然後將生產資訊不斷蒐集上傳到雲端伺服器中的虛實整合CPS平台，實現產線監控、模擬與產能預測分析機制，之後再經由大數據對製程資訊進行分析，即時掌握製程機台的參數資訊，一旦雲端虛實整合CPS平台發現異常時，會即時把資訊回饋到製程加工設備如：形切機，做加工參數調整提醒訊息，作業人員即可依指示即時調整修正，降低不良品及廢料，不久將來，還可以達到設備生產參數自動回饋調整的智慧化目標。
藉由導入智慧製造，不僅可望解決福華明鏡招工不易的問題，也大幅提升產品品質及生產效能，把不良產品流出的損失降到最低，對福華明鏡的品質保證，帶來很大的幫助；另一方面，透過導入製程可視化虛實整合CPS智慧生產模式，未來國際品牌客戶前來參訪，也會因為福華明鏡走在智慧化潮流之上，加深與福華明鏡緊密合作的意願。
加速擴散 全面啟動運具產業智慧製造之路
當然，福華明鏡跨出智慧製造的第一步，只是臺灣整體運具產業的一小步，未來工研院將快速把福華明鏡已經實現的線上智慧檢測回饋、智動化、製程資訊可視化與虛實整合智慧生產模式，快速複製到金屬、車燈等零組件廠，加速臺灣整體運具產業朝智慧製造邁進。
展望未來，福華明鏡不僅將持續擴大後視鏡產線的智慧化程度，做臺灣最大後視鏡片廠商，福華明鏡也非常樂於把自己建立智慧製造的經驗做為示範分享，讓臺灣更多運具廠商發現智慧製造的好處，進而積極邁向智慧製造，相信這將為原本在全球市場就已經具備堅強實力的臺灣汽車零配件與金屬運具產業，建立更強大的競爭力。(經濟部廣告)