隨著網路和AI(人工智慧)的飛速發展,智慧化已成為各行各業的一個關鍵指標,全球精密機械加工業也無可避免地進入智慧化的新時代。AI在機械設備診斷和健康管理的應用,對於提升生產製程的良率和效能日益受到重視,並被視為競爭力的關鍵元素之一。
(右圖)如何在鋸切過程中即時偵測到鋸帶斷齒,是鋸床產業的一大難題。
面對人力短缺、工資上漲、產品交期縮短以及機械加工市場需求變動劇烈等挑戰,機械業正在加速智慧化的階段。
鋸床產業難題:鋸帶斷齒即時偵測
全球鋸床產業排名前三的合濟工業,自2021年開始打造全球最完整的鋸切資料庫,以協助客戶根據鋼材屬性優化切割參數,從而提升鋸床設備的工作效率,並提高產品的競爭力和附加價值。同時,合濟工業也一直關注一項議題,那就是:鋸帶斷齒即時偵測。
長久以來,鋸帶斷齒因為會嚴重影響鋸切面的品質,所以業界一直在尋求如何能在鋸切過程中即時偵測到鋸帶斷齒的解決方案。鋸帶斷齒偵測成為業界難題的因素很多,一方面由於鋸帶轉速快、鋸切時機台複合振動狀況複雜,加上鋸切過程中需注入切削油來降溫,要在這樣複雜及惡劣的環境中及時、正確偵測到鋸帶斷齒是一大挑戰。
合濟工業雖然過去幾年嘗試了許多偵測方法,但很難找到既精準又符合成本需求的解決方案。所幸在合濟工業莊宗霖總經理和陳建宗副總的大力支持下,合濟工業和皓博科技進行了深度合作,在雙方的共同努力下終於成功的解決了鋸帶斷齒偵測這個業界難以解決的難題。
AI診斷及預測解決方案(AIDPS)
雖然現今部分的機械設備產品已經開始導入AI技術,特別是在設備監控和故障診斷方面,而最直接有效反應設備運行狀態的資訊是設備的振動資訊,因為振動是設備診斷的重要先期指標。因此業界早已有業者推出以振動感測器加上AI演算法的PHM(Prognostic and Health Management)解決方案,藉由長期分析設備的振動數據演變趨勢,進而偵測設備的健康狀態。然而一般所使用的振動感測器仍以RS485或IEPE介面傳輸振動數據,因此無法即時完整傳送三軸振動感測器的高解析度振動數據,所以過去的做法大多以降低頻寬數據和間歇性(間隔數分鐘或數小時才傳送一次)的方式傳送振動數據,導致極有可能無法即時偵測到隱藏於大量背景振動雜訊中的微小振動資料。
皓博科技的解決方案是以振動頻率與聲學音頻處理技術為基礎,整合了自行研發的智慧振動感測器、Edge AI主機,成為可以高效並即時處理高解析度振動數據的AI診斷及預測解決方案(AIDPS, AI Diagnostic and Prognostic Solution),搭配自創的即時高速資料傳輸技術Musesstream™,解決了傳統資料傳輸技術中頻寬不足和硬體成本過高的問題,可提供鋸帶斷齒偵測AI演算法所需的即時高解析度振動數據,因此可將夾雜大量環境複合振動雜訊和鋸帶斷齒微小振動資訊傳送至AIDPS,以提升鋸帶斷齒偵測的即時性和精準度。這個整體解決方案最終達成在鋸切的過程中,可即時偵測到鋸帶斷齒、通知操作人員更換鋸帶,以維持鋸切面的品質並減少鋸切面不良品的損失。
導入AI,提升競爭力、共創新商機
皓博科技執行長呂宏益表示:「我們多年來在跨領域的應用不斷取得突破,目前已有許多成功案例,例如:半導體產業的晶圓清洗機和無塵室風機馬達,可以減少因馬達臨時故障而緊急停機的損失。另外還有PCB鑽孔機鑽針健康狀態偵測,可以即時偵測及預測鑽頭斷針機率,減少鑽孔品質不良和因斷針而產生不良品的損失,以及常應用於高階製程和檢測儀器常用到的真空幫浦健康狀態偵測等等。」
總結而言,機械業的智慧化已成為各廠商競爭力的關鍵,因此合濟工業與皓博科技的合作是機械設備智慧化升級的最佳典範,期待未來更多企業參與AI技術的導入與設備智慧化的跨界合作,共同提升產業競爭力,創造藍海新商機。