一、動機與挑戰
傳統工廠高度依賴人工經驗、傳統機械生產資訊不透明、既有專業領域解決方案門檻過高
德國政府提出工業4.0戰略以來,智慧製造成為全球企業發展規劃之熱門課題,提高企業淨利率、增進生產力、縮短生產與營運週期、降低成本等效益,成為企業視為數位轉型發展策略核心。
台灣中小企業數量龐大,以製造業為大宗,傳統工廠高度依賴人工經驗、傳統機械生產資訊不透明、既有專業領域解決方案門檻過高。管理者無法掌握工廠狀態,作業員發現異常需要停機,或機台發生異常,常需等到巡檢人員發現方可維修,浪費產能。
工業物聯網相關數位轉型解決方案,呈現技術與應用高度碎片化,致使相關數位轉型應用落地路徑,在不同場域差異巨大且不易快速複製。
二、策略與方向
導入隨選組裝轉型加速器,帶動傳統產業數位轉型
台中S鞋機製造廠主要從事高技術鞋類機械設備研製,導入資策會「I.APP解決方案_安燈(Andon)管理服務」如圖1,採集機台故障管理訊息,整合維修服務鏈,藉由故障項目分析,提供組裝與隨選即用,以類似積木堆疊方式,快速開發使用,從研發端設計源頭改良,提升設備可靠度,優化工廠流程與設備資訊能見度,設備透過調整平均故障間隔(Mean Time Between Failures,MTBF)可靠度提升15%,下游製造業平均修復時間(Mean time to recovery,MTTR)縮短3小時,如圖2。
圖1 安燈管理可視化管理看版
資料來源:資策會2020年
圖2 台中S鞋機廠服務導入安燈管理服務
資料來源:資策會2021年
龜山I工業電腦系統廠組裝線,導入Andon服務,生產過程異常原因精準判定迅速排除,MTTR縮短至10分鐘內,應用情境如下圖3所示:
圖3 龜山I工業電腦系統廠組裝線應用情境
資料來源:資策會2021年
F金屬扣件加工廠的生產成型機與輾牙機設備,都是透過刀具加工,隨著生產的數量刀具會發生不一致的磨損,磨損過大便必須更換。然而每一批生產的金屬扣件大小與數量不一,刀具使用壽命無法精準計算,而且設備90%由馬達驅動,馬達出現異常時往往必須立刻停止,仰賴現場專業經驗的操作員到現場手動檢查,排除故障後才可以繼續運作,常已經生產出一批不良品,才會發現刀具磨損,導致產線維運人工成本高昂、廢料浪費、出貨時程巨大影響。
F廠導入資策會設備健康管理創新服務(Anomtor),如圖4,於設備上加裝感應器,藉由分析微小的震動訊號變化,即時辨識出刀具的狀態,並可預估剩餘的壽命,如圖5。刀具壽命達臨界點前,預先通知操作人員排檢更換刀具,大幅減少壞品及廢料,提升生產品質。
圖4 Anomtor於工廠生產應用情境示意圖
資料來源:資策會2020年
圖5 金屬扣件輾牙機刀具運作產生震動訊號示意圖
資料來源:資策會2021年
國內L揚聲器廠,生產揚聲器過程,需仰賴聽音員逐項檢測成品,如圖6,然而聽音員需要專業的培訓,當生產數量龐大時,聽音員的處理速度成為生產瓶頸。該廠導入資策會Anomtor,透過自動收集揚聲器發出的音頻訊號,系統可於一秒內完成分析,即時找出常見五種瑕疵,準確率高達97%以上。成品快速經過檢測篩選可能異常的樣品,再交由聽音員進一步判斷,減少聽音員人力負擔,加速生產流程。
圖6 聽音員運用人耳辨識揚聲器品質
資料來源:資策會2021年
三、成效與價值創造
傳統製造業導入雲服務智慧製造解決方案,降低廢料成本,提升生產品質
運用雲端智慧化應用,傳統製造工廠快速導入,透過深度學習技術提供設備異常自動診斷以及剩餘使用壽命預測功能。
工廠管理者能透過電腦、平板以及手機,快速發現並解決現場問題,降低產線因設備故障導致機台停機、產線停線的可能性,提升成品品質。
【成功關鍵】低投資、易維運,加速OT/IT整合驅動產業數位轉型成效