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2022-08-11
  • 行业见解
金属加工如何转型数字化

 

全球制造产业逐渐调整步调迎向工业 4.0,而金属加工智慧制造管理应用,也在政府积极推动智慧机械下成为工业转型关注产业之一。而企业在打造属于自己的智慧制造环境时,更面临众多资、通讯与作业端技术衔接问题。该如何妥善规划适用性高的智慧化制造管理环境?智慧化投资效益到底有多少?该从哪个瓶颈点著手先行改善?成为许多企业主评估过程中相当头痛的一环。

 

将针对金属加工在智慧制造管理应用规划上,如何就制造实体生产线结合资讯平台建构的资讯流,应对出实际符合企业本身适用的智慧应用。以下将从常见的四个应用面向予以说明:

 

 

建构整合式制造管理平台

打造视觉化虚拟工厂,全方位整合实体与资讯流,建构一个整合式的制造管理平台。虚拟工厂的建立概念主要是将工厂生产所需的生产资源建构在系统平台上,有效结合 MES 平台的管理机制,将生产机台、工作站(工序)、生产流程、产品等资讯结合权限的管理,统合生产规划与生产执行,桥接下位系统 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition;监控与资料收集系统)/ EAP(Equipment Application Programming;自动化整合),整合上位应用系统如 ERP(Enterprise Resource Planning;企业资源规划系统)、PLM(Product Lifecycle Management;产品生命周期管理)、APS(Advanced Planning & Scheduling;先进规划排程系统),扮演智慧制造控制的核心,提供即时化制造管理应用决策平台。

 

 

生产管理服务效率化

金属加工的主要作业工序区分为 4 大制程作业,分别为成型制程(如铸造、锻造、冲压、裁切等方式)、机械加工制程(如车、铣床等加工)、表面处理制程(如喷涂、烤漆、电镀等方式)与测试包装制程,但在作业现场的环境限制往往因为资料收集介不够人性化,造成现场人员作业抗拒及影响作业效率。传统的人工缮打抄写纪录,不但耗工耗时,更难即时追溯客诉或制程问题。因此在生产管理服务效率化的规划上的重点就是简单、好用的便利管理。

 

 

即时化品质管理应用

品质管理是制造管理中相当重要的核心,完整的的品质管制计画才能确保产品品质,而一般品质管制依照生产过程会分成以下几个阶段:1. 进料检验 2. 生产过程检验 3. 出货前检验,各阶段在整个生产过程中皆有其品质的管控特性。

 

 

物料、线边仓管理

在生产过程中会使用到许多原物料,而这些原物料因不同制程特性会有不同的管理方式,例如某些零部件需要追踪至每一个零件 ID,某些则需要追踪工单所使用之物料批号等等。系统会依物料管控特性设定提供不的控管方式,在生产作业时依此分类进行不同料件管制,弹性调整生产作业上的控制,优化生产追踪与产能。

 

智慧制造应著重企业本身生产管理特性,并具体规划最适合企业本身使用的系统。因此,不用侷限于各种智慧化应用带来的迷思,针对企业制造管理瓶颈或优化上的管理与建构,才是真正将资讯力转化成智慧力,进而提升制造力、强化公司竞争力!

 

我将从以下四个面向进行相关解析:

整合性设备监控

整合式设备监控可突破以往单机台或是单区域管理模式,以整厂为出发点,无论是在设备、生产、品质或能耗,以各工厂管理指标 KPI(Key Performance Indicators)为起点,让管理者层层分析,找出问题的症结点,下达正确的管理指示。

 

整合式厂区管理强化各厂自动化资讯

整合式厂区管理在强化原有各厂自动化资讯的规画上,资通 ciMes 会将生产过程中的原料资讯、生产批号资讯、生产参数资讯(RMS;Recipe management System)、品质管制资讯(SPC)、及其他管理性的 KPI 统合到整合式管理介面中,因为在现有的 SCADA 系统架构,一般厂区资讯是独立运作无法互相连结。透过系统之设备整合模组,将各个厂区原先各自独立的设备与制程资讯整合到系统中,整合各厂区的资讯外,更可协助管理阶层全面掌握现场情报,採取最佳决策。此架构的管理目的主要从工厂管理 KPI 四大面向进行规划,包含生产资讯、品质资讯、设备资讯、成本资讯,让管理者透过整合式管理资讯介面,完整掌握工厂资讯。

 

区分为 3 个应用面向

集中式整合管理资讯

主要是将各厂生产设备及结合在制相关资讯等关键性管理指标,在集中式整合管理介面中就可以一目了然。

 

集中式监控管理

整合各厂既有的设备控制功能,集中在整合式厂区管理平台下。

 

关键性管理资讯

集中式整合管理资讯的细部延伸,提供详细的整合式资讯内容,若想详细瞭解细部内容,就可透过这个功能的规划做细部内容的瞭解,当然也包含整合既有生产设备及厂区监控管理的功能。

以厂区设备状态为例,当稼动资讯出现异常时,可经由该资讯进入分析,检视造成异常的区域,再进一步检视是哪台设备所造成的问题;当然,具备权限人员可以直接从机台或各元的角度,操作该元件的状态达到即时控制的效果。同理,在品质、能耗或生产进度上,皆能以相同的模式快速找到问题与原因,全面提升管理阶层在生产管理上的效率。

 

物联网嵌入应用实现 M to M 应用

在整合式厂区管理架构下,作业层的各生产设备与感知装置可透过各自设备的 DCS(Data Collection System;资料收集系统)、PLC(Programmable Controller;可程式控制器)或其他终端资料收集装置,将资料彙整至 MES 资料库中。加以分析运算后,再回馈给其他控制装置,让各设备藉此互相串联,交换讯息,并且结合 RMS 系统于 Auto Dispatch 功能的导入,补强原有自动化设备管理性功能的不足,达到 M to M 的应用。

 

制程参数智能化

制成参数/配方管理(RMS)在自动化生产过程中,让生产从自动化提升到智动化是相当重要的核心系统。现有自动化生产设备透过 DCS 即时的将生产过程中的生产参数或配方收集回系统,但传统设备监控与自动化控制并没有将设备生产参数与原料、生产批、生产条件、品质资讯等资料勾稽并积累分析,回馈修正最佳生产条件或配方/参数。资通 ciMes RMS 主要补强自动化设备资讯收集监控外的配方管理功能,重点在于透过资料的积累、影响制程能力及品质的变异因数,藉由大资料平台及分析回馈的机制,有效提升制程与品质能力。

 

机台预修保养管理

预修保养模组(Preventive Maintenance)主要提供机台预修保养提示,并保留保养相关档与纪录。传统的养计画可分为两大类,定时保养与计次保养,定时保养是固定时间週期保养如周保养、月保养、季保养等等,计次保养则是固定使用次数后的保养,例如刀具或模具、工具使用几次后必须做保养。但进阶的设备保养管理需要构建预测性及预防性的保养规划,更有效提升设备稼动能力。

 

电子行动化作业

不论作业现场的资料收集或是决策主管决策资讯,可规划现有的行动装置,随时随地掌握相关资讯。

智慧制造因应企业本身的生产管理特性,具体的规划上应该著重在创建最适合企业本身使用的系统。因此,不用追逐各种智慧化应用带来的迷思,针对企业制造管理瓶颈或优化上的管理与建构,才是真正的将资讯力转化成智慧力,进而有效提升制造力、强化公