根據 CNBC 報導,不只台灣,全球都因邊境管制、高齡勞動者退休,正面臨缺工困境,儘管「自動化」導入已成趨勢,但什麼樣的設備才是真正為台灣而設計?友達光電系統暨解決方案事業總部副總曾天龍提到,台灣作為半導體王國,在半導體生產自動化上勢必更講求「精準度」與「速度」。

因此,結合機器手臂的自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot,AMR)將成為新解方!想像一下,當機器手臂由「固定式」變成「可移動」,對工廠製造流程將帶來什麼樣的改變?

不只解決缺工,配備機器手臂的 AMR 兩大應用效益


近幾年積極投入智慧製造發展的友達,日前宣佈與工業機器人領導廠商 ABB 合作推出 AMR 結合機器手臂的解決方案,希望發揮 AMR 自主移動的特性,擴大機器手臂的應用面向,使其能夠處理更多的工作、進行更好的人機協作,進而協助半導體業者解決缺工及人力管理的問題,像半導體製程中的雷射清模作業就是很好的例子。

在半導體封裝製程中,模具在多次使用後,表面就會有殘留物,必須定期使用化學藥劑清洗,由於化學藥劑氣味不佳,加上作業時須穿著全套無塵服、相當辛苦,也因此經常面臨找不到人的挑戰。為克服挑戰,半導體業者可利用搭載機器手臂的 AMR 來取代人工清模作業,利用機器手臂結合雷射模組,高能量雷射燒解殘留物,不只沒有缺工問題,還能避免造成員工的職業傷害。

在解決缺工問題外, AMR 應用的第二個效益就是大幅提高作業效率、降低產線停機時間。曾天龍認為, AMR 在智慧工廠中扮演著串接的角色,透過 AMR 自動載運物品,可以改善過去人力搬運所造成溝通不協調、製程銜接不順暢的問題,尤其在現今製造態樣走向少量多樣化,藉由 AMR 加速完成產線換線作業,可以讓產線調度更加彈性。

以友達自身為例,藉由自動無人搬運車(AGV)和自主移動機器人(AMR)互相協作,讓逾 20 年廠齡的龍潭 4 代廠當站無人化搬運效率再提升 33%。

小空間廠房也能應用!專為台灣半導體廠與高階製造業打造的 AMR

友達 AMR 專為台灣半導體廠與高階製造業所打造,即便遇到狹小的廠房空間,搭載全向輪與結合 AI 演算法、2D LiDAR、3D 攝影機的 AMR 也能精準移動、避開障礙物。

目前友達 AMR 主要聚焦在場域空間有限、產能需求大的產業,例如:半導體、面板等,曾天龍說明主要的二個原因,一來友達 AMR 產品都是經過自家場域的測試驗證,可以快速導入。

二來 LCD 製程與半導體製程有些環節頗為相似,例如雙方都有蝕刻製程,只是面板廠是在玻璃上進行蝕刻與加工,半導體廠是在晶圓上做,所以友達在智慧製造上的技術和經驗,其實是可以複製到半導體業,推動台灣製造業整體朝智慧化發展。

友達商用解決方案研發處處長陳文杰進一步指出,智慧工廠的發展必須循序漸進,在智慧化之前,一定要先完成自動化與數位化,然而友達在與半導體業者互動過程中看到,很多半導體廠房空間狹窄,走道寬度可能只有 100~120 公分,而傳統固定式的機器手臂體積較為龐大,如果安裝在如此狹窄的空間內,相關人員和物品可能無法順利通過,導致很多半導體廠在部份製程上只能維持人工作業。

而這也是當初友達想要與 ABB 合作開發「結合機器手臂 AMR」的原因,藉由 AMR 自主移動的能力,載著機器手臂逐站工作、工作完就離開,既不會影響走道空間,又能從人工走向自動化作業,讓半導體業者能夠站在自動化基礎上,順利地朝下一個階段智慧化邁進。

模組化滿足不同場域需求,友達用 4 大技術優勢搶攻 AMR 市場

友達 AMR 考量每個企業的需求不同,目前提供四種模組:叉車(Fork)、頂升(Lift)、輸送帶(CV)及機器手臂(Robot),企業可依需求選擇。

這種從解決客戶痛點及滿足客戶需求角度出發的思維,也成為友達 AMR 產品設計的核心,進而形塑出搭載全向輪、安全認證、模組化設計、軟體四大優勢。

第一、搭載全向輪,可朝任意方向靈巧移動。一般 AMR 使用差速輪,缺點是無法橫移或斜行、行動受到限制,而全向輪雖然成本較高、所需要的技術能力也高。

「 4 顆馬達要非常精準地同步控制,才能讓 AMR 精準地往目標方向移動,」陳文杰說,但因為 360° 全向行駛,非常適合運用在狹小的製造空間,因此成為友達 AMR 的不二選擇,再結合 AI 演算法、 2D LiDAR、3D 攝影機等要素去提高 SLAM地圖定位與導航的精確度,讓 AMR 能夠順利移動,遇到障礙時也能自動避開。

第二、安全認證。友達 AMR 預計於 2022 年取得安全認證,將包含:針對 AGV 與 AMR 的新國際安全標準 ISO 3691-4、半導體製造設備安全基準 SEMI S2,讓友達AMR 除了效能與靈活度之外,未來還能夠高度符合半導體業對安全的重視。

第三、模組化設計。考量到每個企業的需求或痛點不同,友達 AMR 目前提供四種模組:叉車(Fork)、頂升(Lift)、輸送帶(CV)及機器手臂(Robot),企業可以搭載機器手臂進行取料或放料,也可以選擇 CV 模組搬運箱型物料。「如果企業工廠內已經有機器手臂,友達也能協助整合至 AMR 底盤上,降低自動化成本,」陳文杰強調。

第四、自行研發軟體、達到群機協作目標。友達 AMR 車隊管理系統(Fleet Management System, FMS)導入 ROS 2 架構,透過 DDS 技術讓車對車、車對充電站都能直接溝通,達到群機協作、效率最大化的目標,同時也提供 MQTT 、 Modbus、SECS/GEM、RESTful API 等開放通訊協定,可以很快地與上位系統串接,快速導入。

迎向智慧製造的浪潮,友達正積極攜手跨領域專家,為台灣製造業提供自動化與智慧化的解決方案,更希望藉由與 ABB 合作,成為友達在全球市場的出海口,搶攻各國製造業的智慧轉型商機。

(本文開放合作夥伴轉載)