資訊就是力量，而且現(xiàn)在更勝以往，重視健康的消費(fèi)者可以輕易獲得營(yíng)養(yǎng)資訊。消費(fèi)者對(duì)於各種健康、快速和便利食品的需求日益增加。為了滿足消費(fèi)者的需求，機(jī)械製造商和製造商必須投資有利於實(shí)現(xiàn)未來(lái)工廠的技術(shù)。

機(jī)械製造商為了提供可以滿足彈性製造需求的設(shè)備而承受巨大壓力，如今已是人盡皆知。消費(fèi)者對(duì)於喜好的包裝產(chǎn)品在口味、包裝尺寸，以及多包裝方面的大量多樣化需求，對(duì)目前的接單式生產(chǎn)構(gòu)成挑戰(zhàn)。

消費(fèi)性包裝產(chǎn)品（CPG）製造商所面臨的挑戰(zhàn)，在於提出能夠因應(yīng)未來(lái)發(fā)展的設(shè)計(jì)，可以將目前的轉(zhuǎn)換調(diào)整到最佳狀態(tài)，以及快速增加意想不到的全新庫(kù)存單位。

直到最近，機(jī)械製造商對(duì)於如何將設(shè)備運(yùn)送至工廠區(qū)域，依舊是幾乎別無(wú)選擇。一般而言，任何CPG的製造或包裝應(yīng)用，都是由一系列的獨(dú)立機(jī)械所構(gòu)成，將這些機(jī)械加以整合才是完整的包裝線。如今有許多工廠區(qū)域仍在使用這些老舊設(shè)備。

這些包裝線具備以下特性：使用靜態(tài)機(jī)械零件、摩擦型輸送，而且充滿不同的附加設(shè)備。因此，雖然這些包裝線採(cǎi)用固定變數(shù)處理相同的產(chǎn)品可以獲得驚人的產(chǎn)量，但通常必須犧牲機(jī)械的靈活度。複雜的機(jī)械調(diào)整和設(shè)備同步處理要花費(fèi)許多時(shí)間，但時(shí)間對(duì)任何工廠區(qū)域都非常寶貴，特別是當(dāng)產(chǎn)品發(fā)佈迫在眉睫的時(shí)刻。

先進(jìn)的技術(shù)

圖1 : 具體來(lái)說(shuō)，改變OEM及其服務(wù)客戶間的平衡有三個(gè)關(guān)鍵的機(jī)電技術(shù)，包括CPG應(yīng)用、線性馬達(dá)技術(shù)及自動(dòng)轉(zhuǎn)換。（source：Rockwell）

值得慶幸的是，有更好的方法可以解決這項(xiàng)問(wèn)題。由於技術(shù)進(jìn)步，OEM現(xiàn)在有更好的方法，可以滿足製造商對(duì)於更多彈性的需求。具體來(lái)說(shuō)，有三個(gè)關(guān)鍵的機(jī)電技術(shù)正在改變OEM及其服務(wù)客戶間的平衡。

第一，機(jī)器人在CPG應(yīng)用中的用途遠(yuǎn)比過(guò)去廣泛。機(jī)器人在本質(zhì)上非常靈活，原因在於機(jī)器人具備可在立體空間充分作業(yè)的能力、不需要重新規(guī)劃複雜的機(jī)械路徑即可判斷適當(dāng)?shù)穆窂剑约白罱K可以處理多種產(chǎn)品形狀和尺寸。

第二，線性馬達(dá)技術(shù)，尤其是獨(dú)立推車(chē)技術(shù)（ICT），可以提高機(jī)械對(duì)多樣化產(chǎn)品組合的反應(yīng)。有別於傳統(tǒng)輸送，傳統(tǒng)運(yùn)送是讓產(chǎn)品在預(yù)先設(shè)定的路徑上以固定速度前進(jìn)，而ICT會(huì)在作業(yè)完成時(shí)以智慧的方式移動(dòng)產(chǎn)品。

最後，自動(dòng)轉(zhuǎn)換，可將手動(dòng)介入的需求降到最低，並可透過(guò)人機(jī)介面提升新產(chǎn)品或包裝配置的機(jī)械設(shè)定。全新的伺服驅(qū)動(dòng)器功能讓這種方法更具有成本效益。

馬達(dá)控制技術(shù)的進(jìn)步，可以協(xié)助製造商滿足消費(fèi)者對(duì)於更多產(chǎn)品種類(lèi)和包裝尺寸的需求。洛克威爾自動(dòng)化最近推出一款全新的Kinetix 5100伺服驅(qū)動(dòng)器、Kinetix TLP馬達(dá)和電纜，可以做為不需要控制器的系統(tǒng)使用，是一項(xiàng)更具有成本效益的選擇，可以讓OEM打造更小型的機(jī)械。

全新的Allen-Bradley Kinetix 5100伺服驅(qū)動(dòng)器可以搭配Micro800控制器、Logix控制器，甚至能單獨(dú)使用，讓OEM能夠選擇可以在其應(yīng)用中充分發(fā)揮產(chǎn)品功能的組合。

新的驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)還可以協(xié)助OEM為客戶提供更高產(chǎn)能。隨著庫(kù)存單位（SKU）遽增，製造商必須進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換，而且通常需要手動(dòng)進(jìn)行。如果使用Kinetix 5100伺服驅(qū)動(dòng)器，OEM便能打造一個(gè)有助於加快轉(zhuǎn)換速度的現(xiàn)代化（或自動(dòng)化）系統(tǒng)。

具備內(nèi)建的安全扭矩關(guān)閉，使用者可以在不關(guān)閉整部機(jī)械的情況下切斷馬達(dá)扭矩，讓機(jī)械可以在達(dá)到安全狀態(tài)後，以更快的速度重新啟動(dòng)。雙埠EtherNet/IP也支援裝置層級(jí)的環(huán)形拓樸。

除了可以讓機(jī)械更具彈性，先進(jìn)的技術(shù)也可以讓OEM以更少的設(shè)備和空間執(zhí)行更多作業(yè)。事實(shí)上，有更多機(jī)械製造商提供精巧的解決方案，可以將過(guò)去截然不同的作業(yè)（例如，填充和裝盒）結(jié)合為通用的產(chǎn)品。

整合機(jī)器人

圖2 : 智慧工廠系統(tǒng)的日益普及，使工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)在過(guò)去的十年中遇到龐大的需求，而機(jī)器人在其中具有舉足輕重的地位。（source：Rockwell）

整合機(jī)器人不只是最熱門(mén)的話題，這個(gè)詞彙可以定義為控制機(jī)器人的單一生產(chǎn)線或單元控制器，可以減少對(duì)專(zhuān)用機(jī)器人的控制器，以及伺服馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)器、教導(dǎo)器和I/O等相關(guān)硬體元件的需求。這種方法可以利用單一控制器來(lái)控制多個(gè)機(jī)器人，而且可以簡(jiǎn)化整合並提高作業(yè)效率。

Mordor Intelligence的最新研究證實(shí)，智慧工廠系統(tǒng)的日益普及，使工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)在過(guò)去的十年中遇到龐大的需求，而機(jī)器人在其中具有舉足輕重的地位。研究估計(jì)，全球智慧工廠的市場(chǎng)預(yù)計(jì)到了2024年將達(dá)3886.8億美元，這可為整體終端使用者產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化中工業(yè)機(jī)器人的採(cǎi)用範(fàn)圍提供見(jiàn)解。

全球智慧工廠的市場(chǎng)預(yù)計(jì)到了2024年將達(dá)3886.8億美元

為了滿足「少量多樣」的彈性生產(chǎn)環(huán)境需求，越來(lái)越多的原始設(shè)備製造商（OEM）捨棄固定式的機(jī)械系統(tǒng)，並開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的方法來(lái)整合機(jī)器人技術(shù)和進(jìn)階運(yùn)動(dòng)技術(shù)。對(duì)OEM而言，關(guān)鍵的問(wèn)題不只是應(yīng)用最適合採(cǎi)用哪種技術(shù)，還包括將這些技術(shù)整合到機(jī)械和工廠架構(gòu)的最佳做法。

不久之前，機(jī)械製造商還別無(wú)選擇。源自第三方供應(yīng)商的先進(jìn)技術(shù)，通常配備專(zhuān)有的控制系統(tǒng)。因此，機(jī)械協(xié)調(diào)仰賴(lài)於具有挑戰(zhàn)性的多個(gè)不同系統(tǒng)的整合。對(duì)OEM而言，這種情況會(huì)增加機(jī)械生命週期每個(gè)階段的複雜度。

如果員工必須專(zhuān)精於多個(gè)系統(tǒng)，便難以達(dá)到設(shè)計(jì)效率，而且客戶支援會(huì)更具挑戰(zhàn)性。如果通訊延遲，而且同步處理會(huì)構(gòu)成障礙，效能便難以提升。值得慶幸的是，可程式安全控制器（PACs）的進(jìn)步克服了這些障礙。最新的PAC可以提供更快的處理器速度以及更高的效能，表示機(jī)械製造商可以針對(duì)機(jī)械控制採(cǎi)用通用的方法。機(jī)器人、ICT和自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等先進(jìn)的技術(shù)，如今可以在執(zhí)行其餘機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)PAC上執(zhí)行。

單一系統(tǒng)解決方案

通用機(jī)械控制可以讓OEM更輕鬆整合、控制和協(xié)調(diào)先進(jìn)的技術(shù)。也可以為終端用戶簡(jiǎn)化機(jī)械的操作和維護(hù)，終端用戶只需瞭解和支援一項(xiàng)系統(tǒng)即可。

利用通用控制平臺(tái)所打造的機(jī)械，也可以提供一個(gè)由該機(jī)器所產(chǎn)生的通用資訊來(lái)源，並且讓OEM位居更有利的地位，以有意義的方式提供該資訊。通用機(jī)械控制可以為視覺(jué)化、報(bào)告和分析解決方案提供傑出的基礎(chǔ)，協(xié)助監(jiān)測(cè)會(huì)影響效能、效率和品質(zhì)的重要因素。可以讓OEM製作更具智慧的設(shè)備，使其可以更輕鬆整合到設(shè)施裡，並提供資訊的存取權(quán)限，讓終端用戶可以對(duì)持續(xù)變化的市場(chǎng)需求做出更好的回應(yīng)。

包裝OEM善加利用通用控制平臺(tái)

位於多倫多郊區(qū)（安大略布蘭普頓）的AFA Systems，是一家全球工程包裝自動(dòng)化系統(tǒng)的頂尖供應(yīng)商。該公司的產(chǎn)品組合從機(jī)器人、裝盒機(jī)和紙箱成型機(jī)，延伸到裝箱機(jī)和棧板機(jī)。

最近有一家中國(guó)客戶，為了替新款的保健產(chǎn)品尋找高速包裝解決方案，而和AFA Systems聯(lián)繫。這家公司計(jì)畫(huà)銷(xiāo)售一盒50瓶100毫升小瓶裝的精華液。除此之外，這家客戶要求使用穿孔的可折式紙盒，可以在翻開(kāi)後以托盤(pán)的型態(tài)呈現(xiàn)給消費(fèi)者。包裝規(guī)格也有所要求，包括在每個(gè)紙盒中插入每包10支裝，共五包吸管。

AFA Systems的銷(xiāo)售及行銷(xiāo)經(jīng)理Eric Langen解釋道：「這個(gè)包裝盒的設(shè)計(jì)，讓消費(fèi)者可以實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)行銷(xiāo)計(jì)畫(huà)。包裝盒可以做為銷(xiāo)售個(gè)別產(chǎn)品現(xiàn)成的零售包裝，或是供消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)整盒產(chǎn)品的便利存放裝置。」

為了滿足客戶的需求，AFA Systems設(shè)計(jì)了一個(gè)新的機(jī)械組件，這是一個(gè)間歇運(yùn)動(dòng)的重負(fù)荷自動(dòng)裝盒機(jī)，可以用於裝瓶或小瓶包裝線。這個(gè)機(jī)臺(tái)採(cǎi)一體成形的框架製作而成，可以在30平方英尺內(nèi)完成所有作業(yè)，30平方英尺大約是傳統(tǒng)多機(jī)臺(tái)解決方案一般所需空間的一半。這個(gè)機(jī)臺(tái)每分鐘可以處理1200個(gè)瓶子。

這個(gè)複合系統(tǒng)內(nèi)含六個(gè)AFA Systems機(jī)器人。瓶子在裝填、封蓋和貼標(biāo)後會(huì)轉(zhuǎn)為橫向，接著透過(guò)兩個(gè)進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)臺(tái)。這些瓶子會(huì)透過(guò)斗式輸送機(jī)運(yùn)送至兩個(gè)門(mén)架式機(jī)器人。每個(gè)門(mén)架式機(jī)器人會(huì)從斗式輸送機(jī)揀選十個(gè)瓶子，每個(gè)週期共會(huì)揀選20個(gè)瓶子。機(jī)器人會(huì)將瓶子放進(jìn)一個(gè)可以容納50個(gè)瓶子的塑膠托盤(pán)中。托盤(pán)裝滿後，第三個(gè)門(mén)架式機(jī)器人會(huì)將托盤(pán)推入另一個(gè)門(mén)架式機(jī)器人所豎直的盒子內(nèi)。這個(gè)盒子會(huì)進(jìn)入吸管包裝站。

同時(shí)，分流輸送機(jī)會(huì)將吸管的袋子排成單一縱列供兩個(gè)Delta Robot處理。Delta Robot會(huì)揀選吸管袋子並將其放在一個(gè)備料盤(pán)上，吸管袋子會(huì)在備料盤(pán)的邊緣旋轉(zhuǎn)，最後裝入兩排瓶子之間的盒子。盒子在密封後會(huì)從機(jī)臺(tái)送出。

Langen表示：「這是一個(gè)極為複雜的應(yīng)用。不過(guò)，我們只用一個(gè)控制平臺(tái)就能控制所有機(jī)臺(tái)的作業(yè)，因此可以簡(jiǎn)化對(duì)客戶的訓(xùn)練、操作和維護(hù)。不需要獨(dú)立的機(jī)器人平臺(tái)。」

這個(gè)機(jī)臺(tái)採(cǎi)用洛克威爾自動(dòng)化的控制平臺(tái)，具備兩個(gè)Allen-Bradley ControlLogix處理器和22個(gè)Allen-Bradley Kinetix伺服驅(qū)動(dòng)器。Allen-Bradley PowerFlex 525變頻器負(fù)責(zé)輸送機(jī)的運(yùn)作。此系統(tǒng)可以整合至EtherNet/IP網(wǎng)路，並由Allen-Bradley PanelView圖形化介面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

這個(gè)通用控制平臺(tái)，讓這家OEM具備提供下列解決方案的能力：利用通用架構(gòu)將多個(gè)應(yīng)用的擺設(shè)區(qū)域縮小50%；實(shí)現(xiàn)每分鐘1200個(gè)瓶子的高速作業(yè)；以及利用通用控制平臺(tái)簡(jiǎn)化所有應(yīng)用的維護(hù)（包括機(jī)器人）。

機(jī)器人革命

圖3 : 透過(guò)雲(yún)端連線，即可從遠(yuǎn)端進(jìn)行機(jī)器人的監(jiān)測(cè)、管理和維護(hù)，讓供應(yīng)商可以支援RaaS的模式。（source：Rockwell）

很久以前，機(jī)器人出現(xiàn)在科幻電影中某個(gè)場(chǎng)景，是我們憑空想像的未來(lái)事物。時(shí)至今日，機(jī)器人是我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾囊徊糠帧ｋS著產(chǎn)品的產(chǎn)品庫(kù)存單位（SKU）不斷增加，製造設(shè)備就必須更加靈活，才能適應(yīng)更多樣化的產(chǎn)品，而這個(gè)速度需更勝以往。

機(jī)臺(tái)製造商無(wú)疑瞭解機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)及其製造需求。機(jī)器人大有可為。在整合機(jī)器人的協(xié)助下，要滿足消費(fèi)者對(duì)於喜好的包裝產(chǎn)品在口味、包裝尺寸，以及多包裝產(chǎn)品方面的多樣化需求，似乎沒(méi)有那麼困難。

除此之外，拜工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）之賜，機(jī)器人現(xiàn)在可以提供有助於制定業(yè)務(wù)決策的即時(shí)資訊。透過(guò)雲(yún)端連線，即可從遠(yuǎn)端進(jìn)行機(jī)器人的監(jiān)測(cè)、管理和維護(hù)。因此讓供應(yīng)商可以支援機(jī)器人即服務(wù)（RaaS）的模式。

智慧機(jī)器與設(shè)備提供即時(shí)的資料存取能力、更出色的連線能力，以及強(qiáng)大的安全性。

事實(shí)上，Global Data最近針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化部門(mén)發(fā)佈主題計(jì)分卡（Thematic Scorecard），將IBM、洛克威爾自動(dòng)化和Google列入機(jī)器人即服務(wù)（RaaS）主題的頂尖工業(yè)自動(dòng)化公司。隨著機(jī)器人技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，RaaS可以透過(guò)監(jiān)測(cè)重要元件的運(yùn)作狀況，以及縮短意外的停機(jī)時(shí)間，協(xié)助各家公司提高生產(chǎn)力。

終端用戶持續(xù)發(fā)展企業(yè)聯(lián)網(wǎng)，將資訊技術(shù)（IT）和營(yíng)運(yùn)技術(shù)（OT）系統(tǒng)匯集至單一的網(wǎng)路架構(gòu)。智慧機(jī)器與設(shè)備提供即時(shí)的資料存取能力、更出色的連線能力，以及強(qiáng)大的安全性。

無(wú)論是機(jī)械製造商或終端用戶，整合機(jī)器人都可以提供前所未有的彈性和敏捷性，讓客戶獲致更為成功的關(guān)鍵。