強化整合 開啟台達智造藍圖

2018/02

強化整合 開啟台達智造藍圖
因應台達積極佈局工業自動化的策略及發展方向,去年我們開闢了「智造話題」專欄,從不同角度和同仁們分享台達在這個領域的能量與進展。2017年智慧智造事業處(Smart Manufacturing Solutions BD)成立,負責相關台達智能製造業務拓展及推動。今年起,將從事業單位的觀點出發,透過更多精彩案例的分享讓大家了解台達在智能製造領域的潛力。我們取得機電事業群李逢堉(Lear)處長的第一手資料,為同仁剖析台達智能製造的內涵與進入市場的計畫。此外,第23次品質診斷活動(QD23) 於去年12月下旬在東莞及吳江廠區舉行,我們有來自現場的精彩報導。
 
智能製造 解決「人力」問題
全球製造業目前所面臨的共同挑戰,除了少量多樣的客戶需求、產品生命週期縮短、原物料短缺與成本上漲等外,還有人口紅利減少導致勞動力嚴重不足。面對這些挑戰,各國政府與企業看待工業4.0議題不單只是技術性探索,更冀望成為新一代製造業的戰略性方針。過去幾年除了持續引進自動化設備與裝配外,在工業物聯網相關技術的蓬勃發展下,也促進了大數據收集與資料分析以至於人工智慧等廣泛運用於生產持續優化。現今,結合製造技術(OT)與資訊技術(IT)的兩化融合生產模式已延伸到產品研發設計、製造、到銷售服務的全生命週期管理,實現對客戶需求的動態回應。在過去,生產線決定產品的形式; 未來,產品將決定生產線的樣貌。智能製造成為企業能提供更彈性的生產與更快速因應消費型態變動及更少的人力需求的主要關鍵。

 
自我監控、自我調適、自我學習
「需求在哪裡,機會就在哪裡」,台達智能製造(Delta Smart Manufacturing ) 基於PLM-ERP-MES-WMS等主要資訊系統骨幹上進行強化與整合,透過數位化規畫(IT)與自動化製造(OT),讓企業內生產工藝、製造流程、管理指標全面集成,實現了數位化企業(Digital Enterprise),並開始對人員、裝備、產品、環境以及生產過程中所形成的大數據進行分析,通過知識庫、專家庫等以人工智慧自動建立智能生產模式如生產資源最適條件、設備之間實現自治的回饋,優化生產工藝和業務流程。打造具備自我監控、自我調適、自我學習能力的智能製造解決方案。
 

智能製造架構

 
從上而下,虛實整合
參考國際自動化協會所(ISA)所描述的智能製造的階層體系,從下到上分別為
Level-0為實體設備層,也就是工廠內的生產機台或檢測機台
Level-1為感測與運動控制層如PLC, Robot、SCARA、視覺、傳感器
Level-2為設備控制層,如SCADA, DCS (Distributed Control System)
Level-3為現場管理層,如MES (Manufacturing Execution System)
Level-4 為企業營運層,如ERP/PLM
目前台達在各階層有完整的產品或整合的方案。

 

ISA智能製造階層體系
智能製造強調工業化與資訊化兩化融合,意謂著上述各層的產品除了提供完整功能外, 更要能透過機聯網進行及時資料收集與不同層次間的互聯互通。因應來自需求端(客戶)與供給端(原料或機台)的變化,能即時調度與最適生產,作為整體方案為產品進行加值。因此,各層產品間的垂直整合更顯重要。

過去製造業遇到最大的困難是,來自廠內各式各樣的機台與控制器廠牌因型號眾多、通訊協定不一而無所適從。有鑒於此,如何整合各機台及設備間的通訊,讓客戶透過標準協定與簡單配置,更容易取得設備資訊,以實現智能製造的第一步變得十分重要。在實體設備層與運動控制層整合方面,藉由DIALink作為資訊收集與轉換的閘道器(Gateway),即時擷取機台(如CNC、PLC、Robot)資訊,轉換成共通的資料格式,提供給設備監控層的DIAView系統進行生產現場即時監控(SCADA),使得產線間設備與生產資料透明化、視覺化,即時反饋生產績效。對於全自動化的產線與車間規劃而言,DIABC(Block controller)扮演著承接來自WMS/MES資源實時調配與產線內設備間彼此橫向聯通的中介角色,實現精實生產。這些虛實整合(Cyber Physical System)的生產體系是面向客戶時,對應智能製造需求的整體解決方案。


工業互聯與虛實整合
 
布局先機 五年有成
去年12月下旬第23次品質診斷會議在東莞及吳江廠區舉行,總結過去五年品質診斷的執行成效,確保從NPI(New Product Introduction新產品導入)串聯到GTC(Go To Customer 深入客戶)及TQA(Total Quality Assurance 全面品質保證)整個流程的連貫性。以吳江ICT/EIS廠區及IABG廠區為例,NPI、GTC及TQA流程各有其特色,NPI與GTC的合作串聯發揮最大優勢,藉由研發團隊參與市場端運作,充分瞭解客戶的需求、應用環境及競品分析,將產品區隔化;TQA活動則不斷改善精進,進而在DSM穩固的基礎下,挑戰測試及製造雙「百分百」良率的目標。
 

華南區東莞二廠產品廠長介紹MPBG第二代自動化生產線

人機協同 以機代人規劃生產最佳配置
華南區品質診斷會議主要針對DSM(Delta Smart Manufacturing 台達智能製造)展開成果驗收和TQA(Total Quality Assurance 全面品質保證)診斷,重點檢視DSM Smart單機水準展開、自動化示範線的持續精進及TQA系統的完善。
 
經過一年的努力,華南區自動化示範線已經展開數十條,佈署近千台Smart單機,節省了大量直接人力。持續精進後,停頓間隔已經超過2小時的基本要求,產線平衡也不斷提升。目前已開始規劃整個自動化生產線從智慧監控到生產管理、倉儲管理及任務指派等各軟體系統之間的連接。並且強調RD做Design For Automation的重要作用。面臨大環境的變遷,未來將以低人力成本生產模式進行,智能製造是工廠必經之路。
 
 

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