基於雲端的設計製造與工廠規劃

2016/03/28 - 周維棻

全球製造產業正邁向一個新的年代，產業人士正打破既有規則，並重塑產品設計與製造的方式。全球3D設計、工程及娛樂軟體領導廠商的歐特克公司(Autodesk, Inc.)，針對未來智造、智慧化工廠設計等議題，提出「產品創新平台 (Product Innovation Platform)」，藉由雲端技術滿足使用者從CAD到CAM和PLM的設計和製造需求。

設計與製造的變革——未來智造(Future of Making Things)

以目前台灣大部分製造業而言，其現有業務可簡化為5個關鍵要素——「概念」、「設計」、「生產」、「銷售」、「營運」。在設計階段，概念將條理化並形成一種可以製造出來，讓公司穩定獲利的產品。現在，已有許多客戶藉由我們的產品達到此目的，利用歐特克3D建模軟體就能確保這些條理化的概念，不但品質高而且富有競爭力。完成設計後，客戶將會開始生產和製造產品以準備上市銷售。

有時客戶會自己負責製造加工，前提是客戶有能力負擔工廠設備所需的極大投資；更多情況下會分包給供應商，特別是在需要專業生產技術時。接下來，該產品通常會透過傳統銷售管道進行行銷推廣和銷售。最終，產品到達消費者手中。消費者使用產品，直至產品生命週期結束並被淘汰。這個過程通常被稱為「傳統產品生命週期」。

傳統產品生命週期存在什麼樣的問題呢？它會讓製造業者陷入固定產品價值的困境。這意味著，無論此過程多麼有效率，也絕不可能讓產品賣出比投入成本與利潤之和更高的價格。身為製造業者，在這種情勢下，可能會做出以下選擇：第一，殺價競爭，追求成本領先戰略，試圖降低產品的成本，並把產品定位為市場上最便宜的一款產品；這是有風險的，因為同一時間只有一個供應商可以做到這一點。第二，追求差異化戰略，嘗試透過一些特定的功能或品牌價值保持競爭優勢，做市場領頭羊，或者試圖以他人無法複製的方式創新；同樣地，除非競爭對手無法複製您的核心競爭力，否則很難維持這種優勢地位。歐特克力求幫助客戶避免這類問題，並在這些過程的每個階段提供相對的應解決方案，協助製造業者實現業務轉型。

未來智造的關鍵——產品創新平臺(Product Innovation Platform)

歐特克發表了「產品創新平台 (Product Innovation Platform)」，利用這個整合平台，除了能夠構建完整的產品模型 ，包含幾何設計和類比資料，還有與需求和銷售相關的市場訊息，甚至還有全球數十個國家/地區的客戶使用產品後回饋的性能特性。這種包含豐富資訊的產品創新平臺有著極高的商業價值，對於想要在未來市場中保持競爭力的客戶而言，它將是邁向未來智造的關鍵所在。

在「概念」階段，我們希望客戶個性化其產品。要做到這一點，目前最受矚目方法是產品「量身定制」，批量訂製、大量客製化產品。在「設計」階段，歐特克提供了Fusion 360及產品設計套件(Product Design Suite)，協助並加強客戶協同設計。在「生產」中，我們希望客戶變得更靈活，讓他們能像我們先前所討論的那樣，在需求之際製造並充分利用遠端外包生產服務。我們還希望藉由 Spark 3D列印平台等技術投資，協助客戶發展3D列印。透過基於疊層製造的技術，我們的客戶可以先小批量生產產品，然後在可盈利水準實現前面討論過的批量定制，而不必追求與規模經濟相關的傳統方法。

我們不希望客戶固守「製造產品 - 工廠出貨 - 消失不見」這條成本固定的老路，而是希望客戶超越傳統的產品價值，提供一組互連服務，讓他們在能促進諸如預防性維護等服務機會的領域內與產品聯繫起來。利用Fusion 360，使用者能探索並快速地反覆實做從概念到生產的產品想法，還可提供專案各層面的背景有助於成員瞭解現況，並能透過使用A360讓每位專案成員協同合作。

人們合作的方式變得更網路化，並能擷取所有的已授權專案資訊與活動，為團隊成員提供一個協同合作的中心平台。客戶利用這些互連服務，提高上市產品的品質和可靠性，創造可再生的收入，使其超出傳統產品的固定價值。自然而然地，製造業客戶最終就形成了自己的產品即服務(Product as a Service)。這也是歐特克目前正在經歷的業務模式轉型，隨著我們邁向未來智造，這種轉型將變得輕車熟路。

以勞斯萊斯(Rolls Royce)公司為例，該公司已在為客戶提供「按飛行時數(power by the hour)服務或飛行里程積分」，而不是單單銷售飛機渦輪發動機實體。這種情況下，他們的客戶將為固定的飛行小時數而不是實物產品付費。最重要的，製造者與購買者建立了穩定長期的關係，此良性循環下才能提高市場佔有率且更能增加銷售利潤。

2D和3D工廠佈局和優化解決方案——工廠設計套件(Factory Design Suite)

在因應未來智造下產品製做方式的改變，如何應對工廠規劃，歐特克提供了提供數位化模型的各種優勢，大大增強軟體的功能，減少繪圖時間，設計人員從而有更多時間來優化工廠佈局。使用這個專門創建工廠的模組，從而設計最高效的佈局。靈活且可交互操作的佈局工作流和特定於工廠的內容，有助於提高設計效率、準確性並改善溝通。

針對現有廠房，藉由自動處理創建佈局的平面圖和剖視圖等重複性任務，提高數位工廠的設計效率；透過使用鐳射掃描儀器，直接將空間點雲資料轉換為3D實體模型，快速建置現有廠房模型，客戶可節省產線規劃時間。針對製造流程和分析，使用基於雲的Autodesk Process Analysis 360產品，可對製造流程進行建模、研究和優化。找出從規劃到佈局整個過程中的各種瓶頸，最佳化生產效率。最後，基於雲的3D資產發佈、分享和存儲，用戶可彈性地管理其資產、開展協作並通過 DWF檔格式與其上下游配合廠商線上分享佈局設計。

業界達人常說「Work smart, don’t work hard !」巧思分析才能為您的企業贏得先機。未來的製造將擁有複雜、多種知識系統、物件彼此互連、以及改變中的消費者行為等多種特性，而歐特克正努力為大小型製造商提供能助其在市場上勝出所需的工具。在新的連網世代中，歐特克軟體的輸出將不僅止於繪圖或3D模型，而是更佳的業績成果。

歐特克將於4/7工廠自動化台南場、4/14工廠自動化台北場揭露基於雲端的設計製造與工廠規劃解決方案，透過自動化、連結化、智慧化戰略，為您闡釋工業4.0的精神。歐特克與經銷夥伴們誠摯邀請工作忙碌的您，共同參與討論。讓您從Work Hard轉型為Work Smart，進而達到Work Easy，釋放更多的活力。


圖說：Autodesk Factory Design Suite是專為工廠配置和最佳化而建置的解決方案，可以用來建立工廠生產線的數位模型，幫助您設計出最有效率的配置，並且向客戶說明設計理念。


圖說：Autodesk Fusion 360，全球第一套專為融合絕佳美學設計與優異產品工程所打造的雲端軟體。


圖說：Process Analysis 360是一款雲端運算服務，協助工程師和系統設計師對製造流程進行建模、研究及最佳化。