一、摘要
在全球智慧製造快速推進與人力資源日益短缺的產業環境中，iCAPS 智慧電腦輔助生產系統（MES）應運而生。作為製造企業數位轉型的關鍵中樞，iCAPS 能夠跨品牌整合工具機、機器手臂、AGV、自動倉儲等設備，構建資訊化、自動化與智慧化的彈性生產架構。
iCAPS 系統搭載 AI 驅動之柔性排程引擎，可動態調整派工策略與產線配置，應對少量多樣、急單與混線生產需求，並結合 能源管理模組（EMS） 與 契約用電限制監控機制，協助企業因應日益嚴峻的節能減碳政策與用電尖離峰管理挑戰。透過 即時能源負載調節與設備協同排程，企業可同步實現節能與產能最適化。
此外，iCAPS 在生產過程中同步收集製造履歷、設備效率（OEE）、能耗數據等指標，為企業導入 ESG治理與綠色製造評量體系提供堅實依據。
此系統特別適用於 金屬加工、模具生產與光電產業等具備高度複雜工序與變動彈性的製造場域，為企業打造具備前瞻性、高效率與永續導向的智慧製造核心平台。
二、iCAPS 系統功能與應用價值：以 AI 驅動的智慧工廠與綠色製造解決方案
在製造業面臨勞動力短缺、產線複雜化與淨零碳排政策壓力的背景下，單靠傳統的自動化設備與人工排程已難以維持產能穩定與營運效率。iCAPS 智慧電腦輔助生產系統正是為了解決這些結構性挑戰所誕生，結合人工智慧（AI）技術與能源優化策略，致力打造真正具備彈性、自主與低碳能力的未來工廠。
iCAPS 不僅是一套製造執行系統（MES），更是一個具備決策智慧的製造中控平台。透過內建的AI智慧排程引擎，系統可根據即時回報的機台狀態、生產進度、工單交期與人機資源配置，自動完成排程與派工決策。面對少量多樣、多工序並行或機台異常等場景，iCAPS 可靈活調整作業順序與流程動線，有效提升生產彈性，避免瓶頸與等待時間，實現動態且高韌性的柔性製造能力。
此外，iCAPS 特別強化對於「綠色製造」的支持。內建的**能源管理系統（EMS）**可即時監控每台機器的能耗表現，包含運轉功率、空轉耗能、瞬時尖峰與累計用電等資訊。系統能依據契約容量與用電策略，自動調整工作排程與任務負載，避免尖峰重載或同時啟動高功耗設備，降低用電浪費與契約違約風險。進一步搭配夜間排程、負載轉移、非生產時段能耗抑制等策略，協助企業朝向節能減碳、減少碳足跡的永續目標邁進。
在平台架構上，iCAPS 採用模組化設計，支援多品牌、多通訊協定設備整合，涵蓋超過 10 種機器手臂、自動搬運車（AGV）、工具機與倉儲設備，實現從現場監控到派工調度的一體化管理。系統亦提供超過 4 款可視化智慧應用 APP，包括能耗監控、生產履歷、派工追蹤與設備效率分析，幫助使用者即時掌握產線運行狀況，並支援異常預警與遠端操作介面。
此外，為因應 24 小時不中斷的連續加工產線需求，iCAPS 支援多樣儲區與刀具管理模組，包括線邊儲位（LPP）、環形倉儲（RPP）與矩陣式刀倉管理系統（支援 BT/HSK 工具），避免因物料與刀具調度不當而導致機台閒置或停機，有效提升設備使用率與產能穩定度。
綜上所述，iCAPS 不僅是傳統製造自動化的延伸，更是智慧製造與綠色製造的實踐載體。它能協助企業從傳統設備導入邁向數位轉型，兼顧生產彈性與能源效率，打造具備可擴充性、自主性與永續性的新一代製造系統，是金屬加工、模具生產與光電製造等高度複雜產線的首選解決方案。
三、 iCAPS 在製造系統的定位與運作方式：
AI驅動的智慧大腦 × 綠色製造的核心引擎
iCAPS電腦輔助生產系統在現代製造業中，扮演如同「智慧大腦」的角色，負責吸收資訊、智慧運算與發出決策指令，協調從工單到設備的每一項製造任務。它是一個高度整合AI演算法、能源管理技術與自動化控制邏輯的製造執行中樞，協助企業實現智慧排程、即時監控、自動派工與低碳節能的製造目標，具備高度擴展性與模組彈性。
如以下分層架構圖所示，完整的智慧製造系統可劃分為四層，而iCAPS正處於連結數據決策與現場設備執行的關鍵層級：
🔷 第一階（頂層）－企業資源規劃系統（ERP）：
負責管理整體營運資源與排定中長期生產計劃。iCAPS與其資訊對接，提供來自現場的真實數據，協助ERP進行決策調整與成本控制。
🔷 第二階（中層）－製造執行系統（MES）：
作為生產策略的執行者，MES負責管理工單下達、工序安排、資源配置與進度掌握，並將具體製造任務交由iCAPS進一步處理與執行。
🔷 第三階（控制層）－iCAPS電腦輔助生產系統：
iCAPS 為實際驅動生產的控制核心，串聯MES與設備層，負責將工單轉化為「排程決策與現場執行邏輯」，並將所有生產過程資訊彙整、即時回饋。其核心功能包含：
►AI智慧排程與派工： 結合即時資料與歷史模型，自動優化工件路徑、設備分配與作業順序，提升資源使用率與交期穩定性。
►生產活動記錄與回報： 精確記錄設備運作狀態、生產履歷與製程異常，作為持續改善與履歷追溯依據。
►智能設備控制與加工執行： 包含自動上下載加工程式、自動啟動設備、派遣AGV物料搬運，確保現場即時響應與不中斷生產。
►EMS能源管理整合： 即時掌握各設備耗能狀況，主動避載、執行平準化生產，控制整體能耗峰值，達成節能減碳目標。
🔷 第四階（底層）－各種生產設備：
涵蓋工具機、機器手臂、自動倉儲與AGV等，透過標準通訊協議與iCAPS進行資訊交換，並提供狀態回報、加工參數與警報資訊等回饋。
四、目前已經使用iCAPS的三大產業類型：
AI智慧排程 × EMS綠色管理 × 彈性製造整合應用
iCAPS系統已廣泛應用於具備高複雜製程與多變需求的三大核心製造產業：金屬加工、模具生產與光電產業。各領域在導入後皆展現出顯著的效率提升與營運優化成果，以下為三大產業應用現況與導入效益摘要：
🔹 金屬加工產業（約 38%）｜聚焦自動化換線、AI派工與加工性能優化
金屬加工產業常面臨工件種類多元、加工節拍不一、人力不足與換線頻繁等挑戰。傳統產線調度與參數設定過度依賴經驗，導致生產效率與品質無法穩定。導入 iCAPS 系統後，整體製程可實現智慧化升級，具體效益如下：
►AI智慧排程引擎：依據設備即時狀態、刀具壽命與在製工件優先順序，自動動態安排工件順序與派工位置，減少空機與等待時間，有效提升機台稼動率。
►彈性換線與物料整合：系統串接線邊倉儲與AGV自動補料機制，可快速完成加工件切換與上下料流程，大幅縮短換線時間並減少人工介入。
►EMS能源管理模組：結合派工策略與設備能耗負載，執行高耗工件避峰排程與能耗平衡，確保節能同時不犧牲產能輸出。
►加工性能優化模組：導入AI學習與反推薦系統，根據歷史工件、材料特性與機台反饋，反向推薦最適加工參數組合（如切削速率、進給率、主軸轉速等），提升加工效率與工件精度，降低試切與刀具損耗成本。
►全線可視化監控APP：現場與遠端均可透過APP即時掌握產線運行狀態、機台負載、工單進度與預估完工時間，協助管理者精準掌控交期並及時應變。
🔹 模具生產產業（約 32%）｜聚焦設備透明化與彈性製造
模具產業特性為高精密、少量定製與長加工時間，需精準掌控每台機台的效能與進度。iCAPS 對其提供：
►整合機台運行數據與生產履歷，實現設備稼動率即時監控與效率分析報表。
►導入模組化任務APP，掌控每筆工單的生產節點與瓶頸警示，提升可視化管理與決策效率。
►結合AI派工系統與工件追蹤模組，可根據不同模具類型自動選擇最適加工設備與流程路徑。
►透過能源平衡排程，優化整體用電結構，降低高耗能工件在尖峰時段加工的機率。
🔹 光電產業（約 30%）｜聚焦少量多樣與履歷回溯
光電製造以短交期、微批量、多變規格為主，製造彈性與品質可追溯性為導入關鍵。iCAPS 針對此產業提供：
►智慧排程搭配雲端工單整合，支援每日上百筆少量多樣任務的快速處理與交期控管。
►系統支援機上量測與履歷回報功能，可自動產出完整產品追溯報告，滿足客戶驗證與品質審核。
►整合試產模組與AI工序優化引擎，針對新產品進行自動化參數修正與試產歷程紀錄。
►EMS系統即時監控與負載平衡，協助減少能耗波動與產線突發異常，穩定生產節奏。
五、iCAPS 系統所提供的七大解決方案：
從整廠串連到單站優化，打造智慧製造的全方位支援
iCAPS系統以模組化、平台化架構為基礎，整合資訊流、物流與製造邏輯，針對金屬加工、模具製造與光電產業所面臨的效率、彈性與能源等多重挑戰，提供以下七大核心解決方案：
1. 柔性排程系統（Flexible Scheduling System）
解決多品種、小批量與急單插單問題，是多變製造場域的核心痛點。
• 多因子動態演算（機台負載、能耗、交期）
• 自動調整任務順序，提升產能利用率
• 高稼動、低換線浪費，符合智慧製造彈性精神
2. 綠色製造與多機協同生產（EMS + 智慧能耗管理）
契約用電限制與碳排政策下的必備模組：
• 避峰排程、自動負載平衡，符合節能減碳指標
• 加工／待機模式智能切換
• 多機協同調度，穩定產能與設備壽命延長
3. 加工性能優化模組（AI參數推薦與反學習）
以 AI 資料驅動方式改善工藝表現：
• 根據材料與刀具條件推薦最適參數
• 持續反學習優化進給速率、主軸轉速等設定
• 提高首件良率，減少試切與刀具損耗
4. 刀具管理模組（T-MASS, Tool – Management Automation Security System）
從刀具室延伸到全廠資源中心化管理：
• 建立刀具、刀把、刀座等完整履歷
• 矩陣式刀倉特別適合支援 120 把刀具以上系統共用
• 自動配刀、補刀與校刀任務，降低換刀等待
5. 倉儲管理模組（開放式儲區與自動補料整合）
從線邊倉到整廠物流場景，解決物料混亂與效率低：
• 有格位／無格位混合儲位數位資料庫
• 搭配 AGV／AMR 自動搬運與補料
• 即時追蹤開放式儲位狀態，棧板、蝴蝶龍、太空袋、塑膠盒等…
6. 電腦輔助生產／彈性智動製造（整合 MES、ERP、APS）
iCAPS 作為中控平台，連結企業系統與現場設備：
• ERP 訂單與 APS 排程自動同步
• MES 資料回報與設備監控
• 異製程自動化整合，加速整線建構
7. 快速製造系統設計（智慧搬運與低成本配置）
協助中小型工廠快速導入自動化能力：
• 彈性AGV路線設計，降低定位與空間需求
• 無需重布廠線，即可優化物流動線與搬運效率
• 節省建置工期，壓低初期投入成本
8. 智動化整合模組（跨平台數據整合工具）
解決多品牌、多設備整合痛點，讓資訊真正打通：
• SQL / Web API / MQTT 等協定全支援
• SkyMars 工業協議助 OT/IT 融合
• 支援MES、WMS、刀具系統、設備聯網資訊交換
9. 產線資源輔助管理 OEE（Overall Equipment Effectiveness）
評估設備效能、發現瓶頸、優化產能的分析工具：
• 稼動率／停機／異常原因全記錄
• 操作人員效率分析與履歷追溯
• 可視化報表支援持續改善與績效評估
六、iCAPS的四個應用情境案例介紹
iCAPS可被運用於掌控產線與戰情室可視化，協助管理者快速掌握產線運作狀況與生產情形，已協助管理者或使用者決策與監控。其中，提供4個模組應用於產線(shop floor)，分別為派工管理模組、倉儲管控模組、設備管控模組、健康預診模組。另一方面，提供2個模組應用於戰情室(office)，分別為生產前管理模組與生產狀況掌控模組。
更進一步，iCAPS亦可應用於工具機環形倉儲整合，用以解決業者面臨2個問題，(1) 工具機及周邊自動化整合不易、(2)傳統自動化方案開發成本高且佔地空間大。本技術提供4種不同類型之自動化整合倉儲解決方案，依各導入專案分述如下。
► RPP單機製造單元解決方案【導入案例: 協鴻工業】
藉由iCAPS整合軟體模組至PC-NC控制器，提供載具控制、倉儲管理與設備監控等附加功能，優點為(i) 圓盤式拖板倉儲(RPP)具有佔地面積小且性能佳特色、(ii) 適用於中小尺寸及中小批量之生產、(iii) 促使工具機單機轉型為系統整合智造單元提高終端使用者生產效率。
► 開發一套彈性製造系統(FMS) 【導入案例: 九和汽車】
用於解決模具混線加工系統，業者長期以來面臨金屬模具加工非常倚重人工監控，包括機台操作、上下料、備刀更換等作業，使得成本效率不佳，另一方面頻繁的換線作業使得產能打折。本技術提供2個應用特色，串接CAD/CAM資訊將加工參數及刀具資訊上船機台，且運用機械手臂完成自動上下刀具，藉此完成多機自動化提升產能與良率。
► 開發一套彈性製造系統含物料倉儲與刀具倉儲管理 【導入案例: 晟田科技】
用以解決航太零組件彈性生產場域，過往業者使用人工操作機台生產，且準備原料及機台校機時間冗長，降低設備加工效率；此外，經由人工報工方式記錄生產資訊，使得生產履歷紀錄不夠詳細與不具即時性。
本技術整合業者既有APS系統，依排程結果執行彈性生產，提高產品交期準確性，同時生產後由系統自動報工，有效改善生產資訊透明化，促使生產效率大幅提升。
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< 彈性生產系統應用於航太零組件_整體解決方案 > |
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<彈性生產系統應用於航太零組件_托盤式備刀解決方案 > |
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► 矩陣式刀具倉儲與物料管理整合系統【導入案例: 大立機器】
此業者為工具機知名製造商將本系統應用於自家加工場域，已排除過往工具機刀具庫無法負荷線邊倉待加工工件批量，需仰賴人力不斷手動更換刀具維持繼續加工，倘若刀具不足則產線停擺；另一方面，現場生產缺乏刀具管理機制，作業人員無法得知是否還有被用刀具，造成過度採購浪費。
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< 倉儲系統與彈性生產整合應用_整體解決方案 > |
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基於上述問題，本專案建置一套線邊物料倉儲系統與矩陣式刀具倉儲系統，並整合龍門手臂進行上下刀具更換，與架橋式移載機構運送物料至工具機加工台，同時整合iCAPS完成整體自動化生產上傳加工程式與暖機啟動加工監控等。
其中，本專案引入Tool Library概念，刀具倉儲可分區使用，提供彈性生產系統備用刀具與現場刀具管理服務，同時完成機邊整合量刀設備，提供數位化管理服務。
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<倉儲系統與彈性生產整合應用_矩陣式刀倉解決方案> |
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七、結論
在智慧製造浪潮席捲全球的當下，企業面臨的不僅是效率提升與成本控管的挑戰，更必須回應多變的市場需求、因應少人化趨勢，以及逐步接軌永續與碳中和政策。無論您的目標是將單一設備升級為具感知與調度能力的智造單元，或是將整線設備導入柔性化與自動化協同生產體系，甚至是因應缺工與電力使用限制，建置具備物料／刀具倉儲功能的無人化產線，iCAPS 智慧電腦輔助生產系統都能提供全方位支援。
iCAPS 不僅能透過AI強化學習與動態派工演算，即時調整生產順序與資源配置，滿足少量多樣與急單穿插的生產挑戰，也能整合 EMS 能源管理模組，配合契約用電上限與用電尖離峰策略，智慧分配生產負載與工作週期，達到節能與產能兼顧的平衡目標。
同時，透過柔性排程機制與可視化控制介面，企業得以更快速應對機台異常、訂單更動等突發事件，大幅提升產線韌性與應變效率。
在邁向淨零排放與ESG治理逐步常態化的製造時代，iCAPS不僅是一套生產輔助工具，更是實現綠色製造與智慧決策轉型的關鍵平台。選擇iCAPS，等同於為企業打下因應未來挑戰的智慧基礎建設，讓每一條產線、每一個製程，從此擁有自我調整與永續演進的能力。
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