改變人類生活的工業自動化技術
隨著“工業4.0”的啟動,以智慧工廠、智慧機器人為主的工業革命成為未來的發展趨勢,其中的工業自動化技術扮演著不可或缺的關鍵力量。
人類應用自動化技術的歷史可追溯到久遠以前。古埃及人發明以水為動力的“水鐘”,穩居世界上計時最精確的寶座長達兩千年,便是人類記載上自動化技術應用的濫觴。而後直至十八世紀,被用於風車的自動化控制系統啟發了瓦特發明蒸汽機,帶動了第一次工業革命,大大顛覆了數千年來慣有的生產方式,并隨之進入了以動力機械取代手工勞動的時代。
工業自動化技術使得工業制造的效率、效能獲得了大幅提升,并直接影響著人們的生活,如今我們得以享用方便的交通運輸、隨時接收來自世界各地的訊息,并擁有多樣化的生活消費選擇,都與工業自動化技術的革新息息相關。
自動化是什麼?
廣義上,自動化(Automation)的定義為:以人力以外的資源,例如機械、水力、電力等能源,代替人類操縱、控制及監視設備或程式,執行人類難以完成的任務??捎行Ч澥∪肆皶r間、降低人為錯誤的機率、減少人員暴露在危險的環境中,并提升產品品質。
自動化囊括的范圍廣泛,除了各行各業的機器與輔助機具,也在日常生活中處處可見,小至家中會自動煮飯的電鍋、便利商店的自動門,大至大樓的空調管控與電梯、捷運的自動化系統等,都屬於自動化的應用。
在工業上狹義的自動化,則專指應用機械、電子與電腦化的系統,來操控及生產的科技。主要包括生產零部件的自動化工具機、物流及倉儲系統、品管檢測、數據收集與回饋、電腦制程控制等。
自動化在工業上的應用
自動化技術帶來的效益之廣,尤其以制造工業為最。由於經濟發展使得現代人有條件改善過去的勞動水準,因此使得越來越少工人愿意以過去的薪資水平從事工廠工作。這迫使了以勞力密集為主的制造工業面臨轉型,要如何在缺乏低技術勞動力的條件下,仍然取得制造工業的優勢呢?對工廠來說,工業自動化的技術的應用,便是一大契機。零件生產、金屬加工、檢測與成形工具機等低技術門檻的工作,便成了自動化技術最大宗的應用。不僅能解決低階勞動力缺乏的問題,還可達成比人力更高的精確度的制程。
另外,工業機器人則是近年來工業自動化技術所衍生的一大類別,除了原先的工具機逐漸發展出機械手臂,用於從事搬運、制造、測量等重復性工作,近來也立基於原有基礎,漸漸往智慧化的機器人發展,透過工業電腦等控制系統,結合云端計算、數據分析,提升原先自動化設備與零部件的品質,進行軟體與硬體的全方位系統整合。
除了一直以來要求高精密度、標準化流程、自動化程度極高的汽車工業,近年來,自動化工具機、工業機器人的應用也逐漸擴及3C產業、塑膠產品制造、生技醫療、食品科技、綠能與航太等五花八門的類別。工業自動化技術如今已成為工業制程中不可或缺的一項技術