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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:莊勝評
研究生(外文):CHUANG, SHENG-PING
論文名稱:邁向工業4.0之自動化生產線規劃與設計 -以具方向性通訊接頭生產線為例
論文名稱(外文):Plan and Design of an Automated Production Line towardsIndustry 4.0 –An Example of Directional Communication Cable Production
指導教授:蔡明標蔡明標引用關係
指導教授(外文):TSAI, MING-PIAO
口試委員:蔡明標李倉期韓強生
口試委員(外文):TSAI, MING-PIAOLI, CANG-CIHAN, CIANG-SHENG
口試日期:2018-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:自動化工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:三階段方法工業4.0虛實整合系統自動化生產系統治夾具設計統計製程管制SPCFlexsim
外文關鍵詞:Three-stage methodIndustry 4.0CPSAutomated manufacturing systemFixture designSPCFlexsim
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  製造業隨著人工薪資高漲、原物料成本上升、產品的多樣與客製化需求提高,競爭相當激烈,同時產品之壽命週期日益縮短,唯有不斷求新求變與控制成本才能在市場上站穩腳步,邁向工業4.0的自動化生產是目前產業趨勢的改變。本文針對具繞性且不易自動化生產的通訊傳輸線接頭產品之自動化製造生產,提出以三階段方法規劃與建構流線型態之自動化生產系統,並且以具方向性之通訊接頭生產線為例,實際逐步建構具工業4.0規範之自動化生產系統。
本文所提之三階段方法可以分為: (1) 產品之生產製程分析與規劃:收集產品製程資料並分析,建立完整的生產製程規劃之作業標準。 (2) 製造單元規劃與設計:針對產品製造進行單一製程時所需之治夾具與對應動作之機構進行設計,並提出以治具更換需求為基礎的製造單元分析及製造。以具方向性之通訊接頭生產線為例,本文將各單元製程,依治具更換需求為基礎分成完整的三個製造單元,與數個工作站組成,並規劃各單元合理的操作程序。 (3) 系統建構與整合測試:利用Flexsim模擬軟體建構生產系統之模擬模式,依模擬結果規劃各單元暫存區容量,完成生產線平衡之設計以及產品品質控制方法,並進行可程式控制(PLC)之軟體系統整合,進行生產資訊之收集。
  經由實際建置半自動化單元生產線,實機建置後可以將原先通訊傳輸線,人工產能一班44人11小時產出5‚850條傳輸線,以相同產量計算轉換成局部自動化流水線後所需人數由44人減少至27人,足見自動化效益極高。未來可以將生產線模擬模式與實際生產資訊資料庫整合,進行虛實整合產線(CPS)建置,完成具工業4.0規範之流水型態自動化生產線測試,並利用統計製程管制分析(SPC)來評估其生產良率,以期未來將產線完全自動化。

  As the manufacturing salary increases、materials cost raise、product various and customized, market competition very fierce. The life cycle of product becoming shorter and shorter, only constant innovation and cost control if be a leader in the field of manufacturing. Towards Industry 4.0 for automated production is the one of industry recent trends. This thesis in connection with winding characteristic and not easy to automated produce of directional communication cable. Proposed in a three-stage method planning and constructing a flow-line automated production system. For an example of directional communication cable production, Actual progressively constructing an automated production system with industry 4.0.

  In this thesis, a three-stage method is presented to establish a line-type automated manufacturing system for the product with directional communication connector. In three-stage method, the production line planning process in accordance with its manufacturing process is divided into three steps: (1) Collecting information and analyze the handmade process, and establish a complete job description. (2) Completing the design of mechanism mapping to each handmade process unit, and finish the manufacturing cell design through each reasonable operating procedures of the unit based on fixtures required. (3) The integration of manufacturing system and final test: a simulation based model is established to imitate the production situation. PLC program is prepared and integrated into the system, then a complete testing line and the use of statistical analysis to assess its efficiency and correct, the finally automated production line should be implemented.


  Through the constructing semiautomatic unit production line, original manual production line forty-four operators could produce five thousand eight hundred fifty. With the same yield statistical, by contrast automated production line will reduce operator from forty-four to twenty-seven. Therefore, with the promotion of automation, it can produce very large benefits. In the future, production line simulation with production information task-integrated, constructing include Cyber Physical System (CPS) production line. Completed the flow type automatic production line with Industry 4.0 specification. Furthermore, using Statistical Process Control (SPC) assess production yield, expect become fully automate production line in the future.

中文摘要...i
Abstract...iii
誌謝...v
目錄...vi
表目錄...ix
圖目錄...x
第一章 緒論...1
1.1 研究背景...1
1.2 研究動機與目的...1
1.3 研究流程...2
1.4 論文章節...3
第二章 文獻探討...4
2.1 工業4.0...4
2.2 虛實整合系統(Cyber Physical System,CPS)...4
2.3 夾治具設計...6
2.4 自動化生產系統...7
2.5 系統模擬技術...7
2.6 統計製程分析(Statistical Process Control,SPC)...8
2.7 本章小結論...8
第三章 以三階段方法建構自動化生產...9
3.1 階段一 產品之生產製程分析與規劃...9
3.1.1 階段1-1 手工製程分析與規劃...9
3.1.2 階段1-2 單一動作之單機機構設計...13
3.1.3 階段1-3 治具規劃與設計...19
3.2 階段二 製造單元規劃與設計...27
3.2.1 階段2-1 以治具更換為基礎之製造單元...27
3.2.2 階段2-2 產線平衡與品質管制...31
3.3 階段三 系統建構與整合測試...35
3.3.1 階段3-1 建構製造系統模擬模式...35
3.3.2 階段3-2 系統整合與可程式控制軟體設計...37
3.3.3 階段3-3 製造執行系統建置...38
3.3.4 階段3-4 虛擬整合自動化產線建置...39
第四章 自動化生產線實作...40
4.1 具方向性通訊接頭之產品製程說明...40
4.2 製造單元之建置...60
4.3 影像自動檢測系統測試...64
4.4 製造系統之建置與未來系統之模擬模式...67
第五章 結果與討論...68
第六章 結論...76
參考文獻...77
Extended Abstract...78
[1]邱永青“物聯網與製造執行系統整合運用之研究-以太陽能晶片製造廠為例”元智大學碩士論文,2014。
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