Autodesk三箭齊發 掀動創新製造浪潮
細數現今製造業界熱門趨勢,台灣歐特克(Autodesk)資深技術經理蔡進忠通過「三支箭」來分享歐特克在創新製造的技術願景,分別是雲端開發(Cloud CAD/CAM/CAE)、數位工廠(Digital Factory),以及積層製造(3D Print Spark),期望有助於推動生產製造模式的創新,為世人帶來更美好生活。
眾所周知,當前工業4.0的浪潮,推動人類史上第四次工業革命;回顧上一次工業革命,主要精髓在於因應大量製造需求,將原本人工作業模式,轉化為電腦數值控制,也就是所謂的自動化,此一變革,使得消費者能夠享用高性價比產品,堪稱重大進步。
然而伴隨市場競爭態勢愈趨激烈,時至今日,自動化已成為製造業重要基礎投資,已非形塑差異化競爭優勢的要素。而現今隨著3D列印技術的崛起,可以預見的未來,製造業將朝向個人化、智能化發展,而主流產品型態,將轉變為客製化;因此對製造業而言,「大量製造」不再是下一波工業革命的訴求,在個人化、智能化浪潮席捲下,舉凡工具與商業模式,都將出現翻天覆地的變化,前述的三支箭,與此演進態勢可謂不謀而合。
僅需三步驟 輕鬆進行3D產線佈局
順應產業演變,Autodesk從善如流,因應三股熱門趨勢,分別推出相對應的產品與解決方案。針對第一支箭、也就是「基於雲端的產品開發」,Autodesk提供Fusion 360雲端產品開發平台,可讓創客免費或租用CAD/CAM等軟體工具,繼而藉由專案協同、雲端共享的環境,進行產品開發,明顯跳脫過去企業慣用的大規模開發型態,主要訴求於小眾市場及協同創作。
歐特克的Fusion 360雲端產品開發平台,環繞於設計、分析與製造產品,所有模組都強調易學易用,其功效等同於一般桌面應用的CAD/CAM,因此使用者可以游刃有餘的用於建模、出圖、結構分析等作業,甚至可以進行3D NC加工、3D列印等後段製造作業。此處所指的3D列印,係指3D模型列印輸出前的前置處理作業,譬如解構產品的擺放方式、建立支撐以達成懸空部分的列印,以便於減少列印時間及避免實際列印時的風險。
針對第二支箭,Autodesk則祭出數位化3D智慧工廠解決方案,旨在協助用戶妥善因應小量生產需求,快速且機動地部署產線。不可否認,自動化生產線中的設備,往往排佈交錯,確實不易以2D佈局方式適切表達,然而觀察現實世界,當前仍有高達逾七成的自動化生產線設計,僅立基於2D佈局,因而無可避免地面臨諸多瓶頸。
瓶頸為何?主要源自三個罩門,包括2D的工廠設計可能忽略許多問題(譬如空間或樑柱的干涉或局限),2D的傳統提案方式難以勝出對手,以及規劃與實作之間的落差,經常導致高昂的設計變更成本。
因此Autodesk提出僅需三步驟即可完成數位化的數位工廠解決方案,幫助企業得以加速邁向3D產線佈局。首先第一步,用戶可憑藉其所慣用的2D布局方式,規劃廠房的牆、柱、門、窗、地板等工廠建物;其次第二步,則猶如堆疊樂高積木的方式,排佈生產線所需的設備、生產動線,而此方案也一併提供雲端圖庫資源,可支援超過3萬種設備。最後步驟,直接進入數位工廠模擬,引領客戶走進生產線進行虛擬參觀,換言之,用戶可如同進行3D遊戲一般,參觀初步佈局完成的生產線。藉由上述三道步驟,使用者可以運用更直覺的方式,藉以建構或展現其3D生產線,俾使業主、主管或施工人員等協同成員,皆可清楚生產線的整體規劃走向,不像2D佈局需要額外的說明溝通。數位化產線,其擬真的效果,就好比拿著攝影機在現場拍攝,可以預見未來產線。
隨著產品精密度愈來愈高,將更加講求環境因素的配合,例如恆溫工廠將成為基本的關鍵要素;除此之外,隨著工安意識的高漲,業主有責任為操作人員提供更明確流暢的逃生動線,不宜再像過去一般全憑經驗法則,透過Autodesk所提供的數位工廠模擬功能,即可預先模擬煙霧瀰漫,便於精確設出高安全等級的逃生路徑。
祭出SPARK開源平台 推動3D列印創新技術
歸納Autodesk數位工廠方案的特色,大致具備十大項目:1.生產線平衡分析及自動建模;2.積木式3D設備模型排佈;3.人因工程模擬與作業研究;4.從設備標籤串聯物聯網(IoT);5.逆向建構已峻工之生產線;6.以4D模擬生產線建造時序;7.擬真的作業過程渲染動畫;8.以熱流分析規劃恆溫工廠;9.煙霧分析規劃安全逃生路線;10.日照分析規劃節能工廠。
歐特克的第三支箭,則以積層製造與開源平台因應。2014年五月歐特克提出SPARK開源平台,並提出百萬美元創新研發獎助計畫。深究此一3D列印開源平台,主要含括三大方向,分別是開源軟體、開源硬體,以及新材料測試。
而現今透過SPARK平台所展現的具體實作案例,包括了Autodesk與微軟聯手推動3D列印標準;Autodesk透過SPARK Investment Fund投資1,000萬美元,贊助Carbon3D公司研發顛覆性的CLIP 3D列印技術;Autodesk與Voxel8合力開發3D電子電路包覆列印;Autodesk與Local Motors合作開發3D列印大型零件…等等,可謂不勝枚舉。
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