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逐步解决痛点 务实建立智能制造系统

作者:时间:2019-04-08来源:DIGITIMES收藏

德国总理梅克尔宣布推动政策至今已有8年,经过一段市场教育后,从2015~2016年开始有制造业尝试导入智能化架构,不过对绝大多数厂商尤其是台湾中小企业来说,带来的属于全新概念,再加上最终愿景实现期过长、需要投入大量资本等顾虑,除了大厂外,台湾多数业者都仍采观望态度。

本文引用地址:/article/201904/399270.htm

但在台湾劳动环境渐趋恶劣,厂商的竞争力渐失,智能化看来已成为目前的唯一解方,因此传统制造业即便按兵不动,观察期也不可能过久,在不得不变但又不知道如何变的两难局面下,中小型制造业如何因应?先从局部导入,解决目前最困扰的痛点,对业者来说会是最实际的方式。

台湾制造业目前仍以人力维修检测与调校机台设备,导入SMB之后,即可自动撷取数据,在设备故障前预先保养。

解决少子化痛点,专业传承不是问题

从痛点来看,各国机械业近年来的共同痛点在于经验无法传承,其中少子化又是主因。德国当年即是不希望因为劳动人口的老化导致国家竞争力下降,因此决意推动,少子化问题冲击全球工业大国,甚至以往被认为劳动人口充足的大陆,也因长期的一胎化让年轻劳动人口数量渐减,即便在2015年终止一胎化政策,2017年的出生率也仍然下滑,至于台湾,则是出生率不断创新低,目前包括中、台、日、韩,少子化已被政府视为国家危机。

少子化让劳动人口减少,而更少的人也就意谓有更多选择,环境恶劣的传统制造业因此成为选择之末,在缺乏年轻一辈接棒的状况下,制造业产生人才断层,资深专业人员的技艺无法传承,对产线的质量与产量造成影响。尤其是台湾制造业多仅停留在工业2.0~3.0之间的半自动化阶段,工厂中资深技师的专业往往言传,只能凭「感觉」做事,象是马达的抖动、设备的异音,这些抖动与声音到达什么程度是不正常?这就只能靠老师傅带著新进员工在现场长期实作,才能逐步传承。

现在各大厂导入智能化系统的第一目标,即是希望解决此一问题。工业4.0的愿景虽然宏大,不过并非要完整建置才算有所作为。在台湾制造业导入智能化有成的宏远兴业总经理叶清来就指出,事实上只要到工业3.1,效益就会开始浮现;清大教授简祯富在他的新书中也指出,工业3.5会是最适合台湾制造业的做法。而所谓的工业3.1,也就是局部的智能化,这部分的智能化将可先行解决制造业经验无法传承的痛点。

从被动停机到预诊保养

目前政府与市场主力推动的设备预诊就属于工业3.1的一部分。经济部2016年拟定智能机械政策时,就将智能机上盒(SMB)的补助列为前期重点,让机械业者先透过智能机上盒撷取老旧机台的震动、温度、电流等各种数据,民间设备业者则针对政府的智能机上盒推出解决方案,象是控制器厂商新代科技,就推出为中小企业设计的私有机械云,让撷取出来数据可被储存、分析。

智能机上盒与私有机械云的主要功能都是设备预诊。过去制造现场的设备保养做法是reactive,也就是故障发生再紧急排除,这也造成产线经常无预警停机而损失惨重。为了避免相同状况,现在的主流做法是preventive,这种做法类似车辆的定期保养,按照不同机台的状况,分别设定时间定期保养,不过这样虽可降低产线无预警停机的机率,但设备临时故障仍难掌控。

于是在智能化时代则是走到predictive的预诊功能,透过智能机上盒撷取机台的运行数据,并将之传送到云端平台,云端平台的专家即可根据累积的历史数据,分析出设备各种实时数据所代表的意义,例如某一马达震动开始逐渐增大,就会列入重点观察,当震动达到缺省数值,则通知管理者与维护人员,在产线停机的下班时间进行维修保养。

设备预诊透过云端平台的专家系统判断设备状态,而专家系统是将工厂中资深师傅的技艺,以数码化方式保存下来,再结合AI系统的算法逐步提升精准度,当老师傅的技艺被数码化留存,传承就不再是问题,且设备预诊也可进一步解决劳动力不足导致降低的问题。

以智能化提升稼动率

产能与良率是制造业现在另一个痛点。过去的老师傅虽有经验,不过丰富的经验往往也会是另一种限制。由于制造业向来讲究稳定,以固定流程生产出可预期的产量与质量,不过未全面验证所有流程组合,固定流程是否为产能最大化本身已有疑义,而且即便已是最佳化,系统设备也会因使用时间而老化或替换,最佳化的产能组合在每个时间点都会有所不同。

当然在诉求稳定的制造业中,不可能一一验证、随时调整生产流程,不过透过智能机上盒取得的机台数据,就可在云端平台上先行模拟,根据经济部的预测,导入智能机上盒可以让生产排程更有弹性,减少废品数,人均产值将可提升10%,则可提升20%。

而这个预测后来已获得实证,位于台中的中小型螺帽业者盈锡精密工业,参加了经济部智能机械计画,在6个厂区的150台机器中设置智能机上盒,并将机台组成机联网,以数码化追踪生产状况模式取代过去的人工管理,成果就如上述经济部所预期。

痛点的解决除了借助市场上各类型解决方案外,企业本身的问题厘清更是关键。工业4.0的愿景庞大,但是概念也相对模糊,每家厂商对智能化的定义都有不同解读,更不用说制造业者本身。因此常有制造业客户询问系统业者要导入工业4.0,但深入洽谈才发现客户不知道要导入工业4.0的哪里一个部分?对此系统厂商建议,制造业应先抛开工业4.0这个名词,先仔细审视目前所遭遇的痛点,再向外洽询解决方案,目前市场上的设备与机制都已齐备,要解决问题并不难,导入方案依次解决痛点,产线效益就会浮现,智能化也会逐步到位,对资源有限的中小企业而言,这才是最务实也最有效的做法。



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