指出四大方向:弹性化、高节能化、智能化及可
清水伸二教授现为日本上智大学工学部机能创造理工学科荣誉教授,曾任任职大隈铁工所开发设计工作。2012年提出日本工作机械 2020愿景文,受到日本政府高度的重视。今(2016)年6月3日再度接受台湾机械工业同业公会邀请,以「再谈世界工具机业走向」为题,和台湾工具机业者分享他对世界工具机产业细腻的观察及发展趋势。吸引210名机械相关产官学研界人士与会聆听取经。
本次讲座的引言人机械公会工具机业专业委员会会长庄大立(也是机械公会副理事长、大立机器总经理)表示,清水伸二教授在去年5月,接受机械公会邀请来台参访工具机厂商,并以「世界工具最新动向」进行专题演讲;今年再度接受机械公会邀请,以「再谈世界工具机业走向」为题,现场座无虚席,表示大家对清水教授的肯定。
庄大立说,去年清水教授以工具机使用者产业的需求背景,面对能源逐渐枯萎,高龄化、少子化的来临,以及人口爆炸,业者要如何解决,以及所有承担的责任。去年主要以单机发展为主,今年则是制造的系统化、视觉化、智能化的介绍,也有控制器及工业4.0相关的说明。此次演讲时集日本工具机专家精华,再经清水教授消化整理,去无存清的珍贵资讯,相信必定精彩可期。
清水伸二从生产制造走向及工具机走向和大家分享。他表示,德国工业4.0的目标是:首先是个単生产,运到大量客制化的目的,以目前大批量生产的速率及效率来进行客制化。
效果:由于欧洲人事成本高,为了弥补人事费用支出,并能够对抗日本、美国以及制造实力逐渐抬头的亚洲国家,能够超越这些低成本生产的竞争。
另一个期待,不懂只是效率提高或是成本降低,而是能够创造新的价值,新的商业模式,或是新的游戏规则。
为了实现目标的关键字
●连结的机械,连结的工厂,连结的商品。
第一个是IOE(_interenet of Everything),所有东西都要联结,包括:机械、工厂及产出的商品等都要连结。
●智慧工厂(会思考的工厂),动力式的单元式制造
(Dynamic Cellualr Manufacturing)
持续的关注卖出去的产品,继续改善产品。以往设备卖出去就不管产品如何,顾客会去评价它,遇到问题工程师会自己处理、克服;今后,卖到客户那边去,用来做什么?遇到什么问题?设备好不好?持续的关注自己卖出去的产品。另外智慧工厂及动态Cell,是为了处理大量的客制化的需求。
●生产全程可视化与最低化(高效率化)
把所有生产过程可视化以及最佳化,这样可以提升效率
●从合作到统合
互相连结与统合,是将可视化的资料收集在一起后,汇整、分析评价后,把过去彼此合作的单一个体,串连起来,统整为有用单一的评价资讯。
四大方向:弹性化、高节能化、智能化及可视化
清水伸二提到工作机械技术的现况及未来,主要有四个方向:弹性化、高节能化、智能化及可视化、并对四个发展方向,提出具体事例说明:
弹性化
在弹性化部分事例有:
1.产线.单位的高度弹性化(因为个别单独的量产化)
----由5轴模组所组成的小型加工产线(MIKRON)
----模组式的单位加工系统(CTTIZEN Machinery)
2.利用工程集中、同时加工的方式,使量产机的效能高和弹性化
----更有弹性的回转方式转印机(PRECITRAME:瑞士)
----4台MC所构成的回转分度机(PICCHI)
----更加弹性化的多轴自动盘(SCHUTTE)
-----利用单头2主轴5轴MC的弹性化高效能产(STAMA)
-----5轴MC的扩张样式图 (STAMA)
3.5轴控制机的高度弹性化,重新检视传统的多轴控制机:5轴MC构造形态的变化
----可同时进行5轴MC和TC加工的机械FZ08MT AGNUM hing speed plus(CHIRON)
----可同时进行5轴TC与5轴MC加工的弹性工作机械(BUMOTEC)
4.利用与AM(加法加工或增材加工)的复合化,使加工弹性化,AM也可适用于大零件的局部加工
----利用于附加加工(AM)功能复合化TC的零件加工(WFL)
----自动交换(AM)用头(Hybird Manufacturing Technologies)
----最新3次元造型技术(HERMLE)
AM加工(增材加工)是用粉墨加雷射进行加工,或积层制造,将粉体融化附著在工件上。
5.利用周边设备高度化,使生产系统弹性化
由高度化利用机器人,介绍适用于生产系统的机器人
----利用加工力同时进行补正静性变位与震动变位的机器人(FANUC)
----挑战以机器人进行立铣刀加工(KUKA)
----以机器人进行3次元金属积层造型加工(ILWT)
-----能与人类协同工作的机器人(FANUC)
目前加工机刀库与Pallet Magazine的外型已小巧化且大容量
-GROB G550旋转(Rotary)式立体储存平(GROB)
高节能化
1.耗能的削减(大隈)
2.彻底活用新构造的材料以达到高度节能化,聚焦在CFRP(三菱树脂)材料,质轻带来的节能效果,在热度及强度上都是很好的材料。
-----CFRP适用事例(COMPOTECH)
----CFRP制:内面研削盘砥石轴(福田交易)
-----适用于超精密加工机(东芝机械易)
-----超高速中心加工机的适用事例(SODICK易
-----发泡金属(Fraunhofer IWU)
-----发泡金属的主轴头适用例(MICRON:HPM1850U 混合形5轴MC)
智能化
清水伸二提出工作机械智能化技术的现状和未来,包括:主要构成要素运作状态的可视化,加工过程的可视化,维修状态的可视化,确保安全性,达成节能,支援加工条件决定(评价提案易),支援程序安排的作业。
可视化
1.机械元件、工具制造商的应对
-----INDUTRY 4.0中有关机械元件制造的对应(REXROTH,SKF,KOMET)
----感应器之间即时沟通的网路(MARPOS)
2.CNC设备的高度化,工作机械的运作状态可视化
清水伸二提出[日本制新世代CNC设备的功能]包括:DMG森精机、山崎(MAZAK)、三菱、大隈、FANUC等厂商的CNC设备功能。
同时也提到,亚洲工作机械制造趋势中新型CNC设备的展出。iTROL:HYUNDAI(韩国),Hartrol Plus:HARTFORD(台湾)
3.工厂.经营的可视化
提出在EMO 2015,SIEMENS针对工业4.0的基本战略概念。
---呼吁工作机械制造也需要配合工业4.0的进展(举出:德国、台湾及韩国的应用及发展)
----IoT策略的案例-FIELD system(FANUC)
2016年4月FANUC提出工厂经营管理及现场咨讯可视化的概念,分为Edge,Fog,及Clouds等三个层次。
总结
弹性化、高节能化、智能化及可视化是工具机厂商必须要努力的方向。最终清水伸二以图示说明工业4.0时代,工具机产业的样,厂商必须投入电脑运算及网络系统的学习,了解自己需要什么讯息,才能向计算机及网路厂商提出自己的确实需求。其次,硬体的制造过程是没有终点的,会是很长远的路,请大家继续努力。