第八屆製造業CIO論壇台南場會後報導
近年來消費者習慣明顯改變,致使少量多樣、客製化及快速供貨的需求大增,連帶讓製造業者必須轉變生產型態,從傳統的批量生產模式,逐漸變為彈性生產模式。此一趨勢,影響了許多類型的製造商,身處機車製造領域的光陽工業(KYMCO),也必須因應這般變局。
光陽工業品質技術部經理陳志峯表示,光陽的生產設備從早期的專用機、演進到CNC架構,惟如今需要加快生產節奏,滿足各種客製化訂單需求,凸顯原有設備的侷限性,驅使生產線面臨改造;而改造的重點,便是在引擎製造中扮演要角的曲軸生產線。
[ 加入 CIO Taiwan 官方 LINE 與 Facebook ,與全球CIO同步獲取精華見解 ]
「傳統工業面臨的危機,在於前端產品快速變化,有的產品甚至都停產了,但設備還要繼續分攤生產價值,」陳志峯說,因此為了因應少量多樣、彈性變更的全新生產需求,光陽決定採取「現有產線優化」的策略。
在2018~2020年期間,當時擔任廠長的陳志峯積極參與這個優化專案。他強調,欲優化既有產線,須配合大家腦力激盪,包含IT、OT技術都需要組合起來。原有8台設備,每天分三班生產,每班指派兩位人力介入管理;一個 Cycle Time 為8小時,早班的產能多能維持在50個,但三班的總產量頂多落在100個、110個,而非理論值的150個,只因需要扣掉作業員聊天、上廁所、吃飯等等時間。在此情況下,智慧化的優點就很容易被凸顯出來,改以電腦去控制機械手臂進行夾持之後,產能提高近 30%。
一開始,這只是光陽廠內自己的專案,原本僅希望設計自動化手臂執行夾持任務,但參與政府輔助,評審委員認為此案智動化程度不足、缺乏亮點,因而給了光陽更大驅動力,必須設法做出更顯著的智動化成績,所以引入了智動化生產技術、智慧換刀技術、智能參數補償技術、動平衡品質穩定技術以及智動排程系統,展開更大格局的專案實作。
在專案起跑前,光陽設定了智慧工廠的實踐目標,對此陳志峯坦言,其實對於傳統工業來說,不管追求自動化或智動化,目標都只有一個,便是以最低成本、最高效率,依照計畫數量,準時生產出合格的產品。
緊接著要設定的是,光陽的智慧工廠究竟要達到什麼樣的Level?所謂智慧工廠,即是將設備串聯起來,運用科技去提升智動化,所以在決定設定目標的同時,必須留意自動品質監控的等級;這個等級,可以僅止於數據收集,可以多做一步、分析收集到的數據,可以根據分析結果做判定、甚至由設備幫忙做決策,至於最高等級,則是設備本身會洞察當下變數、主動進行調整。
根據前述內容,IT、OT兩端彼此必須討論,共同決定要達到什麼樣的Level;假使設定目標為最高等級,就需要付出更大的努力,力求獲取最甜美的果實。顯見「品質監控」就是決定智動化程度高低的重要參數;而在經濟部工業局的策進下,光陽決定朝高難度邁進,整個案子從現場的感測層開始出發,搭配工研院、中正大學、高雄科大、東台、禾禾、建暐等外部技術能量,再結合光陽自己的MES系統,得以朝向智慧資訊整合系統的建構目標挺進。唯有借助智慧資訊整合管理理平台,方能徹底實現生產實態管理整合、廠域/系統異常處置與彙整、即時整合生產活動機制等決策智動化目標,如願建構一體式曲軸生產線。
人才、培養、實作、經驗與傳承,讓傳產順利邁向智動化
事實上,每條生產線的需求不可能一致,由此不難理解,要想打造智慧資訊整合系統,難度非常高,可謂好事多磨,因此光陽至今仍在持續努力達成中。不過若單就智慧生產技術而論,這部份已經有了顯著成果。
隨著智慧生產技術的加持,曲軸的日產能從早先的 154 pcs 提升到 199 pcs,增幅為 29%、意即將近三成水準,也帶動年產能攀升到4.9萬pcs。
若將智慧生產技術拆解成細部構面來看,首先在智動化生產部份,最大貢獻在於化解先前困擾,即是所有生產設備與控制器猶如聯合國,彼此語言不一、形成溝通障礙;如今成功去異存同,讓8台設備講相同語言,才能接續進入智慧化改造程序,讓8台設備連同1台量測設備開始進行自動化連線,並在這8台設備中間放置4台機器人,在不更換夾爪前提下,就能自動進行不同機種之部件夾持。
也許有人好奇,倘若刀具斷裂,機器人能否主動辨別?答案是不會的,所幸在中正大學的協助下建立訊號處理模式,可以根據振動量測、判讀到「刀子快斷了」的訊號,形成了第二項成果、意即所謂的「智慧換刀」,以利光陽在最佳時機、不需人為介入下執行批次換刀,有效加長智動化產線的運轉時間,從原來的154分鐘提升到301分鐘,大增 107.6%。
接下來,因應加工時有些素材不穩定,以致加工基準經常生變,此時「智能參數補償」即派上用場,驅使加工機台即時進行自動補正,確保偏肉不良率降低到完美的 0 ppm。另一項成果「動平衡品質穩定」也發揮顯著作用,藉由工研院的成因分析引擎,判定各項參數對動平衡工程的影響度,進行智慧決策修正,得以有效提升「動平衡」加工良率;這項成果,也是最令評審委員備感讚譽的一環。
最後一項「智動排程技術」,一反過去執行排程時需要電話確認廠商素材庫存量、人工統計廠內安全庫存量,及人工進行加工排程日程的艱難做法,改由系統顯示廠商素材庫存量、廠內安全庫存量,經過整合各項資訊,在輔助排程系統中主動排定加工日程,成功帶動庫存的降低。
陳志峯表示,展望未來,光陽將透過智動化華麗變身,從機車傳統製造商蛻變為智慧工廠,駕輕就熟應付每一筆客製化接單生產任務,進而挾著產線升級效益,積極爭取高值訂單。總結來說,論及傳統製造業邁向智慧製造之路,有幾個要素必須掌握,首先是人才,如果缺乏人才、就要懂得利用實作歷練來培養人才,同時確保這些人力都養足夠經驗,未來也才能確保代代傳承沒有問題,讓傳統製造業繼續生存茁壯。(文/明雲青)
(本文授權非營利轉載,請註明出處:CIO Taiwan)