因應製造服務化趨勢的智慧工廠管理

均豪精密電腦整合製造系統處副處長　蘇長鼎.jpg

「智慧工廠」的概念眾說紛紜，但對均豪精密電腦整合製造系統處副處長蘇長鼎而言，智慧工廠其實與電腦整合製造(CIM)的關係相當密切，因此其中最大的關鍵，就是善用電腦累積知識的能力。「沒有知識，就沒有智慧。」蘇長鼎說：「1個能夠善用知識、善用資訊的工廠，其實就是智慧工廠。」

企業全員參與　才能完整建立CIM
但想要建立CIM，絕對不是買1個軟體系統到廠內安裝而已。「CIM的意義在於能找到1個新的管理方式。」蘇長鼎詮釋CIM的意義：「CIM不只是1個解決方案，而是1個新的管理哲學，必須是企業全員都積極參與的事務。」

蘇長鼎指出，其實CIM的概念在1973年就已經提出，主要是因為企業往往同時存在一些要克服的問題，包括庫存、製造等，不是用單一處理方式就能解決，所以要用整體的角度思考，導入各種資源，包括網路技術、多樣性電腦設備及通訊技術，透過1個整合的方案，才能有效的達到目標。

因此，智慧工廠的CIM建置與管理的基礎，在於設備必須具有整合能力，能夠提供正確的資訊及回饋，才能真正發揮功能，因此設備也必須有共通規格(Common Specification)，才能上傳資訊、彼此聯繫，再透過詳實記錄，遇到任何問題時，可以還原真相，方便日後找出解決方案，才能讓智慧工廠的建置與管理更加容易。

蘇長鼎認為，智慧工廠的CIM基本架構最上層為執行管理層，下面則是不同的區域控制層。「執行管理層指的通常就是製造執行系統(Manufacturing Execution System；MES」，就像中央政府。蘇長鼎說：「區域控制層就像地方政府，與執行管理層之間透過訊息系統(Message System)做溝通。」

因此企業透過CIM，不但可以掌握產品何時完成，還可以提供更進一步的客戶服務，如提供從訂單開始到產品製造完成入庫為止的生產資訊，遇到異常狀況的反應也可以更加迅速，促進更有效的工廠運轉與生產。

根據製造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association；MESA)的報告指出，CIM的效益指標包括，降低前置與生產週期時間平均值為35%；減少資料數據輸入時間平均值達36%，降低在製品(WIP)平均值32%，改善產品品質(良率)平均值為22%，降低交班文書工作平均值為67%，都有相當顯著的改善。

其中WIP System也屬於核心系統，必須對生產和生產流程做出反應，如100個半成品，下一站要到哪裡，就需要MES來判斷執行。

訊息系統在CIM架構中，也扮演著相當重要的角色。「如果有1個好的訊息系統，就像老闆可以在全球各地對員工發E-mail一樣，生產線可以隨時告知MES應該處理的資訊。」蘇長鼎說：「如液晶面板廠為了避免機台因為閒置而造成問題，區域控制層就可以做到設備與設備之間的協調，讓製造流程最佳化。」

提高生產效率　創造更高利潤

智慧工廠的價值在競爭日益激烈的太陽能產業尤其重要，因為太陽能產業已經不是有生產就有利潤的時代，必須努力提高生產效率。但蘇長鼎指出，太陽能產業要導入智慧工廠的概念，目前仍會遭遇許多挑戰，如因為沒有使用到酸製程，因此不能像面板或半導體產業一樣，在材料中加入ID，因此很難追蹤各個材料在製造過程的問題。

「如果不知道材料是那一片，就很難做分析或追蹤。」蘇長鼎說：「生產線如果無法提供正確的資訊，製程的轉換效能也會有不同的結果。」

此外，太陽能產業轉換效能提升因素相當複雜，就算將設備製程的能力調到最好，也不見得就能轉換成效能，「就像在籃球隊的每一個位置放入最好的球員，不見得就會成為最強的球隊。」蘇長鼎說。

因此要做改善的動作，就得克服追蹤的困難。「不可能百分之百，但至少要能做到99%以上。」蘇長鼎說：「只要能夠追蹤，就可以事先將材料的各種資訊回饋給設備工程師，以便調整製程。」

如此一來，就像是設備旁邊有1雙眼睛在看，不僅可以做到偵錯及預防，EDA及FDC的功能也能夠因此延伸，針對弱點或較差的地方作調整，動態調整品質。「如果遇到材料的品質不一，系統就可以先處理比較一般正常的材料。」蘇長鼎說：「再透過設備的調整，處理品質比較異常的材料，進而提高生產效率。」

至於區域控制層，主要用來協調設備之間的生產，以面板廠為例，由於生產線非常長，前端的工程師可能無法掌握後端的狀況，需要很多操作員在生產線之間來回穿梭，工作非常辛苦。

蘇長鼎指出，其實只要透過控制系統監看生產線的狀況，遇有異常(如用紅色警示)，IT管理人員再用無線電通知操作員去解決就行了，除了可以減少人力外，因為問題解決的速度加快，生產效率也因此提升。

此外，蘇長鼎也指出，如果是獨立生產的機台設備，有時會堆積不少成品，現場往往也很難注意到，其實只要透過監視器控制成品的堆積狀況，一樣可以控制設備之間的協調與整合，提高生產效率。

「設備一定要提供完整的能力，是最重要的基礎。」蘇長鼎說：「如果電腦整合製造作的好，就能善用資訊，讓工廠變得更有智慧。」