智慧工廠之成功應用案例：協益電子股份有限公司協隆廠

■ ACMT

序言

智慧工廠是指工廠在設備智慧化、管理現代化、信息電腦化的基礎上達到的新階段，是目前中國國內大部分中小型工廠正努力實現的目標。而本文介紹的協益電子股份有限公司（以下簡稱「協益電子」）則是中國國內目前在智慧工廠應用較成功的典型案例。

協益電子成立於1968 年，是專門從事產品電子設計、模具設計、模具製造、塑膠射出成型、產品製造、加工、電子及產品組裝等一貫化作業的國際專業製造廠。協益集團生產中心擴及臺灣桃園觀音廠、大陸廣東東莞之協隆廠、協勝廠、協益光電廠。協益電子除擁有近50 年的專業製造優勢與技術，更秉持著技術創新與不斷研究開發，以最有效率的製造流程，生產優質的產品為理念，提供眾多國際知名大廠高質量產品技術與服務。其中廣東東莞- 協隆廠，此單位成立時間相對較短，成立之後即開始全面布局自動化生產，並在2019 年導入模流分析軟體Moldex 3D 後，成功應用Moldex 3D 並初步達成提升「“T 零量產”比例」這一需求。

協隆廠發展現狀

放電加工自動化

協隆廠內現有放電加工自動化單元，包含電火花機、六軸機器人、中央控制系統及安全防護系統等配置（圖1、圖2）。在加工過程中，使用者只需在雲端即可編程批量創建加工任務，方便快捷，而且系統會自動處理加工程式使其支持自動化加工。

電極加工自動化單元在執行任務時，會自動讀取RFID，讀寫數據速度快；同時加工順位可靈活調整，支持急件插入優先加工。此自動化加工流程的優勢：1. 全程機器人取、放料，高效便捷；2. 機器人響應時間快，實現24H 無人化作業；3. 加工中出現程式錯誤的電極，機器人自動取回，跳轉到下支電極進行加工。

電極檢測自動化

協隆廠在電極檢測作業流程（圖3、圖4）如下：
1. 人工上料至料架；
2. 檢測自動化單元內任務管理；
3. 機械手自動檢測；
4. 智慧系統自動數據處理。通過雲端智慧看板可實現設備監測，達到生產可視化，並實時掌握生產進度（圖5）。此外，在整個流程作業中可節省大量的人力成本，且效率相比傳統方式可提升30%。

圖1：電極加工自動化單元（包含電火花機、六軸機器人等）

智慧模具設計

協隆廠在模具設計評估階段採用規範標準的流程作業，全數模具均採用此流程（圖6），短時間內可完成大量的模流分析工作（模具設計與分析輸出報告全部在NX 完成）。接下來將以實際的導光板產品案例（圖7）介紹協隆廠在「智慧模具設計─“T 零量產”」的應用發展。

在模具原始設計階段，通過模流分析發現產品的應力（圖8）及變形結果無法滿足客戶需求，故在此基礎上進行流道的設計變更（圖9）。將變更後的設計再次透過模流分析進行驗證，其評估後的結果可滿足客戶之需求（圖10），故按此設計進行實際試模。

在試模之前，對現場實際試模機臺進行機臺速度響應鑒定（圖11、12），將真實機臺速度響應曲線代入模流分析成型設定當中，然後再將分析優化後的工藝1:1轉換回成型機臺中，通過模內壓力曲線及實際短射結果（圖13、14）發現實際試模與分析結果高度一致。

通過智慧模具設計流程，協隆廠可實現以下應用價值：
1. 解决以往只能通過實際試模試驗確認流道及產品設計的問題；
2. 大幅减低因設計或成型設定等因素導致的產品外觀及强度等問題，同時也可使產品尺寸達到穩定的要求，减少產品後期物理整形的成本；
3. 通過分析與實際成型參數窗口的對接，大幅降低實際試模的次數，節省材料等成本費用，有效協助模具開發；
4. 驗證Moldex 3D 的虛實整合及機臺界面的應用可行性，在電腦試模分析的基礎上，保證結果的準確性；
5. 在智慧設計的基礎上搭配模具即時看板，實時更新模具“T 零”進度、設備運行狀態及設備稼動率等信息（圖15、圖16）。