Autodesk三箭齊發 掀動創新製造浪潮

台灣歐特克(Autodesk)資深技術經理 蔡進忠

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。