因应台达积极布局工业自动化的策略及发展方向,去年我们开辟了「智造话题」专栏,从不同角度和同仁们分享台达在这个领域的能量与进展。 2017年智慧智造事业处(Smart Manufacturing Solutions BD)成立,负责相关台达智能制造业务拓展及推动。今年起,将从事业单位的观点出发,透过更多精彩案例的分享让大家了解台达在智能制造领域的潜力。我们取得机电事业群李逢堉(Lear)处长的第一手资料,为同仁剖析台达智能制造的内涵与进入市场的计画。此外,第23次品质诊断活动(QD23) 于去年12月下旬在东莞及吴江厂区举行,我们有来自现场的精彩报导。
智能制造 解决「人力」问题
全球制造业目前所面临的共同挑战,除了少量多样的客户需求、产品生命周期缩短、原物料短缺与成本上涨等外,还有人口红利减少导致劳动力严重不足。面对这些挑战,各国政府与企业看待工业4.0议题不单只是技术性探索,更冀望成为新一代制造业的战略性方针。过去几年除了持续引进自动化设备与装配外,在工业物联网相关技术的蓬勃发展下,也促进了大数据收集与资料分析以至于人工智慧等广泛运用于生产持续优化。现今,结合制造技术(OT)与资讯技术(IT)的两化融合生产模式已延伸到产品研发设计、制造、到销售服务的全生命周期管理,实现对客户需求的动态回应。在过去,生产线决定产品的形式; 未来,产品将决定生产线的样貌。智能制造成为企业能提供更弹性的生产与更快速因应消费型态变动及更少的人力需求的主要关键。
自我监控、自我调适、自我学习
「需求在哪里,机会就在哪里」,台达智能制造(Delta Smart Manufacturing ) 基于PLM-ERP-MES-WMS等主要资讯系统骨干上进行强化与整合,透过数位化规画(IT)与自动化制造(OT),让企业内生产工艺、制造流程、管理指标全面集成,实现了数位化企业(Digital Enterprise),并开始对人员、装备、产品、环境以及生产过程中所形成的大数据进行分析,通过知识库、专家库等以人工智慧自动建立智能生产模式如生产资源最适条件、设备之间实现自治的回馈,优化生产工艺和业务流程。打造具备自我监控、自我调适、自我学习能力的智能制造解决方案。

智能制造架构
从上而下,虚实整合
参考国际自动化协会所(ISA)所描述的智能制造的阶层体系,从下到上分别为
Level-0为实体设备层,也就是工厂内的生产机台或检测机台
Level-1为感测与运动控制层如PLC, Robot、SCARA、视觉、传感器
Level-2为设备控制层,如SCADA, DCS (Distributed Control System)
Level-3为现场管理层,如MES (Manufacturing Execution System)
Level-4 为企业营运层,如ERP/PLM
目前台达在各阶层有完整的产品或整合的方案。

ISA智能制造阶层体系
智能制造强调工业化与资讯化两化融合,意谓着上述各层的产品除了提供完整功能外, 更要能透过机联网进行及时资料收集与不同层次间的互联互通。因应来自需求端(客户)与供给端(原料或机台)的变化,能即时调度与最适生产,作为整体方案为产品进行加值。因此,各层产品间的垂直整合更显重要。
过去制造业遇到最大的困难是,来自厂内各式各样的机台与控制器厂牌因型号众多、通讯协定不一而无所适从。有鉴于此,如何整合各机台及设备间的通讯,让客户透过标准协定与简单配置,更容易取得设备资讯,以实现智能制造的第一步变得十分重要。在实体设备层与运动控制层整合方面,藉由DIALink作为资讯收集与转换的闸道器(Gateway),即时撷取机台(如CNC、PLC、Robot)资讯,转换成共通的资料格式,提供给设备监控层的DIAView系统进行生产现场即时监控(SCADA),使得产线间设备与生产资料透明化、视觉化,即时反馈生产绩效。对于全自动化的产线与车间规划而言,DIABC(Block controller)扮演着承接来自WMS/MES资源实时调配与产线内设备间彼此横向联通的中介角色,实现精实生产。这些虚实整合(Cyber Physical System)的生产体系是面向客户时,对应智能制造需求的整体解决方案。


工业互联与虚实整合
布局先机 五年有成
去年12月下旬第23次品质诊断会议在东莞及吴江厂区举行,总结过去五年品质诊断的执行成效,确保从NPI(New Product Introduction新产品导入)串联到GTC(Go To Customer 深入客户)及TQA(Total Quality Assurance 全面品质保证)整个流程的连贯性。以吴江ICT/EIS厂区及IABG厂区为例,NPI、GTC及TQA流程各有其特色,NPI与GTC的合作串联发挥最大优势,藉由研发团队参与市场端运作,充分了解客户的需求、应用环境及竞品分析,将产品区隔化;TQA活动则不断改善精进,进而在DSM稳固的基础下,挑战测试及制造双「百分百」良率的目标。

华南区东莞二厂产品厂长介绍MPBG第二代自动化生产线
人机协同 以机代人规划生产最佳配置
华南区品质诊断会议主要针对DSM(Delta Smart Manufacturing 台达智能制造)展开成果验收和TQA(Total Quality Assurance 全面品质保证)诊断,重点检视DSM Smart单机水准展开、自动化示范线的持续精进及TQA系统的完善。
经过一年的努力,华南区自动化示范线已经展开数十条,布署近千台Smart单机,节省了大量直接人力。持续精进后,停顿间隔已经超过2小时的基本要求,产线平衡也不断提升。目前已开始规划整个自动化生产线从智慧监控到生产管理、仓储管理及任务指派等各软体系统之间的连接。并且强调RD做Design For Automation的重要作用。面临大环境的变迁,未来将以低人力成本生产模式进行,智能制造是工厂必经之路。