虛實整合是什麼？為什麼重要？

在這個競爭的時代，每一間企業都在往數位化、數位優化、工業4.0的路上邁進，那你知道嗎？工業4.0的其中一項關鍵技術就是虛實整合系統CPS(cyber-physical sym,)：藉由電腦、感測器(sensors)，並運用網路技術串聯各種設備、機器和數位系統軟體，利用彼此間的溝通與相互作用，做到整合虛擬世界和物理世界，替實體系統增加智慧能力。

CPS能夠監控實體過程，所以我們可以用來「模擬」周邊現實環境，也就是我們常聽到的VR虛擬實境和AR擴增實境，這也是為什麼智慧工廠可以用模擬和即時監控的方式，來整合虛擬和現實世界的輸入。但為什麼要這麼做？又可以帶來哪些好處？首先我們要先來看在現實工廠生產環境中，會發生哪些情形。

工廠管理者會遇到哪些難題？

「預防勝於治療」這句話非常適合用在生產現場中，當現場發生問題，卻沒有人或者很好的方案來解決，企業會臨巨大損失，因此真正有效的方式就是提前預防問題發生！

想要提前預防，就要先知道會遇到哪些挑戰，製造現場中會遇到的問題大致有以下幾種：

無法確定交貨時間、訂單生產不及

通常有兩種情形，一種是當業務準備簽下一張大的訂單時，要先跟客戶說交貨日期，這時通常會依照以往的經驗去規劃生產排程，但無法給出很準確的交貨日期；第二種就是業務好不容易簽下訂單，但客戶給的交期非常短，偏偏現在產線滿載，不確定能部不能如期交貨。但無論是哪一種情形發生，都會無形中造成公司許多損失！

生產線平衡與人力配置問題

雖然說現今產線大多有增添許多自動化機械設備，但生產線上卻不能缺少人員協助，即便是機台操作，也要依靠仰工處理，因此如何調整讓產線更順暢、達到最佳生產狀態就是管理者所要煩惱的。

當有新的訂單、急單進來時該如何安排？為了要滿足這訂單需求，可能要不斷換模換線，產生無效的產能，導致生產效率下降，而且不一樣的加工順序、人員安排、機械設備的配置都會影響產能。因此如何通過對人力、機械設備和工作任務進行恰當分配，使整個生產線達到平衡狀態就是管理者的挑戰了。

工廠模擬系統軟體特色與效益

想要解決以上的問題其實不難，我們可以讓電腦先進行運算，讓工廠模擬系統軟體告訴我們如何得到最佳產能、如何減少人力成本、需要配置多少機台等問題，建立完善決策制度，讓決策者知道所下的決策會有哪些成果！

而工廠模擬系統軟體適用於任何類型的生產，只要是生產中的物料、操作、人員配備和物流等相關因素，都可以進行模擬研究和實驗。

2D和3D工廠建模

提供離散事件模擬和統計分析功能，用來優化材料處理、物流、機器利用率和勞動力等相關需求，不僅提高製造精度和效率，還能利用圖形可視化、圖表和報告功能、實驗工具評估生產系統行為，讓管理者可以做出快速、可靠的決策。

消除生產線瓶頸與進行平衡分析

系統所建的仿真模型考慮了內部和外部供應鏈、生產資源和業務流程等問題，顯示出資源的利用情況，從而說明瓶頸及未充分利用的機器有哪些，達到動態分析不同生產變化影響的效益，讓產線問題可視化、提升整體產能。

透過AI進行訂單最佳化

無論企業規模是大還小，都可以做到混線生產、精實生產，假設今天有15個產品需要生產，並將其分成ABC三種，利用模擬系統軟體可以針對這三種產品各自換模時間進行模擬，得知加工時間與耗費成本後，並取得最佳訂單排列組合進行生產。

如果是跨國企業也不用擔心，即使在世界各地都有工廠，都可以利用模擬系統軟體告訴你哪一個工廠要優先生產什麼產品。

只要將相關的因素，如：海上運輸成本、儲藏成本、訂單交貨期限、排單優先度、生產/運輸成本、庫存成本、生產/延遲時間等輸入進去，系統軟體運算後會告訴我們優化前後的差別，以及該如何進行優化，優化的成本分析等數據資料。

輕鬆有效進行能耗分析

利用仿真模型驗證的措施，優化現有生產系統的性能和能源使用，可以顯示當前、最大和總能耗，並可視化模擬期間的能源消耗，讓操作者、管理者對於工作時間、計劃休息期間的能源使用情況一目了然，輕鬆識別潛在的節能區域。

倉儲、物流中心整體規劃

只要先進行參數設定，設定完後會開始模擬整個倉儲物流中心的運行：從卡車運送物料、輸送帶、AGV搬運的配置等，可以替整個工廠進行詳細廠區規劃應用模擬。

AGV最佳化搬運路徑

無論是一開始廠區建置的規劃，還是發生搬運瓶頸，都可以直接將EXCEL表格參數資料匯入模擬系統軟體，利用自動計算的功能進行分析，像是軌道要怎麼安排、AGV數量要多少才夠、 人力如何配置才可以符合產能，如果是已經產生瓶頸，則會依照需求設計避車彎等，藉由軟體模擬觀察搬運瓶頸在哪，讓產能提升。

工廠模擬系統軟體打造永續未來

利用工廠模擬系統軟體可以解決在生產過程中、甚至整個供應鏈裡各式各樣的問題；隨著模擬工具效能的提升，除了具備更多功能及更強的整合性，也會使得精細分析變得更加容易。

利用工廠模擬系統軟體可以建構完整的虛擬工廠，期藉由虛擬工廠的測試與突破，做到完整的虛實整合系統，甚至達到生產管理最佳化、降低能耗等，發揮虛擬工廠的最大效益。

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參考資料：合研科技