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中華大學104、105 教育部教學卓越計畫 Teaching Excellence
Multidiscipline, Employability, Global mobility, Analytical feedback
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分類清單
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智慧產業-工學院智慧機械跨域加值創新教學計畫

近年來,工業4.0在許多產業,例如:機械、航太、電子資訊、半導體、食品、物流等,成為討論度非常高的議題,也是未來產業升級的必然發展趨勢。2016/06/27 國發會委員會議通過「智慧機械產業推動方案」,以電子資訊業、金屬運具業、機械設備業、食品業與紡織業等五大產業優先推動,其中又以智慧機械首先導入執行。隨著產品多樣性與客製化的需求特性,生產物品的交貨期程必須能迅速完成,再加上人力成本的增加,使得產業必須朝向自動化、無人化的工廠發展。因此讓機器具有自動檢測、設定製程參數,自我補正等功能,成為有智慧的機器,進而善用智慧機械,成為產業升級的不二法門,而這也必可大幅減少人力需求並降低生產成本。這種產業變革的關鍵核心就是以精密機械發展為基礎,結合資通訊科技,搭配相關的智慧技術,例如:智慧機器人、3D列印技術、感測器量測、大數據管理等等,使機器發展成為智慧機械。進一步,開發系統整合技術並連結物聯網、市調分析,完成智慧生產線的建置,從而達到以消費者多樣性客製化產品需求為出發,快速而有效地透過智慧製造體系,生產符合消費者需求產品的目標。

藉由本子計畫的執行,整合本校各學院的專業課程及研發能量,發展能提供Total solution的智慧機械,進而建立智慧產業體系。這不僅有助於加速產業升級,提升業界的國際競爭實力外,更能培養學生擁有未來投入智機跨領域產業的特殊專長,落實學用合一的教育目標。同時,本子計畫也將結合在地區域的業界資源,提供實務經驗指導,協助學生實作場域,以提升學生在相關職場的競爭能力,達到保證高薪就業指標。

計畫目標

1.  開發智慧機械:機械加工的第一道工序通常是以鋸切材料開始,同時鋸床的機構相對簡單,因此以鋸床為教學平台最為合適。先在鋸床適當位置裝設感測器,透過感測技術量測機器的振動訊號,以及精密量測技術檢測料件的尺寸精度等方式,經由大數據分析,探討機械刀(模)具、工件材質、切削製程條件、機電控制系統等因素,對鋸床在切削過程中如何影響產品質量,進而改良機器,使其發展成為具備故障預測、參數自動設定與精度校正等功能的智慧機械。

2.  建立智慧生產線:德國BMW的無人工廠,有超過95%的工作已被機器人執行,工業4.0的發展,將對經濟社會的勞動市場造成嚴苛的衝擊與挑戰。因此,學習建置智慧生產線是非常重要的。本子計畫的具體目標是整合本系現有的實驗設備與課程內容,搭配物聯網、市場調查等專業技術,以提升學生在智機產業的就業能力。本階段的計畫目標是教授學生在接獲訂單及需求後,先以CAD設計,由智慧化鋸床裁切下料,經由視覺檢測判斷料件形狀,以機械手臂分料至CNC工具機加工成零組件。另有部分零組件則以3D列印技術製造。完成之零組件均經由精密量測技術以確定其尺寸精度後組裝成產品,以模擬不同製程方式間的整合性,同時做產品功能測試,及時提供客製化產品,以形成智慧製造聯網系統,如圖6-46所示。

3.  產學鏈結網絡:以研發高品質鋸床的高聖機密機電是世界知名的鋸床專業製造大廠,也是與本系合作多年的學生實習廠商,總公司就設置於新竹縣竹北市。本系與高聖機密機電的合作十分密切,因此可邀請高聖機密機電協助擔任業界師資參與本子計畫的教學工作,亦可結合本校教師專長,共同編撰理論與實務兼具的專案教材,對學生產生及時學習就能立刻實用的作用,提昇學習興趣及效果。

圖6-46智慧製造聯網系統

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