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IoT應用 紡織工業4.0先行者 宏遠興業智慧製造成真

宏遠興業借助研華的製造業專業經驗、WISE-PaaS雲平台及物聯網生態系,持續提升智慧紡織製造的能力與效益。

成立超過30年、年營收破百億台幣的宏遠興業,是全球紡織領域的指標性大廠,客戶含括NIKE、The North Face…等大品牌商。宏遠興業不但積極投入紡織技術研發,持續開發出高附加價值的創新產品,近年來也將這股研發動能延伸至工業4.0領域,透過與研華的全面合作,包含WISE-PaaS工業物聯網雲平台及智慧能源管理解決方案此一SRP(物聯網產業軟硬整合解決方案),在4年內將智慧化技術全面應用至產線與廠務系統,成為台灣紡織業的智慧製造代名詞。

宏遠興業的工業4.0從2014年底啟動。受到《驅動大未來》一書的啟發,宏遠興業總經理葉清來認為自動化乃至於智慧化是未來全球趨勢,以避免不斷逐廉價勞力地區而居;加上富比士雜誌的《新製造革命》一文,文中指出物聯網智慧化將掀起新一波製造革命浪潮,於是宏遠興業的工業4.0走向就此確立。

不怕失敗持續導入 智慧製造系統成效斐然

宏遠興業一直是台灣製造業自動化與智慧化的先行者,在1997年就導入台灣紡織業第一組ERP平台,在工業4.0方面也是如此。2014年開始著手規劃時,新的ERP及MES系統供應商和宏遠興業雙方對工業4.0的架構與功能都不熟悉,再加上導入速度過快,僅僅7個月就上線,導致進退兩難、遭逢困境,因此成果未如預期。

但這種困境並未讓宏遠縮手,此挫折反而成為宏遠的寶貴教材。宏遠訂出新系統建置的兩大要點,首先是導入速度不能太快,必須讓系統廠商與內部員工有時間調校、學習,其次是新舊系統必須並用,否則反而會延遲整體智慧化時程。為了避免過去系統廠商因為對工業4.0與紡織業不熟悉,導致成效不彰的現象,宏遠興業決定加深與研華合作,借助研華長年在製造業的專業經驗與完整生態系統的優勢,建立紡織業專用的工業物聯網製造架構。

宏遠興業從2015年開始在2年內斥資3.5億台幣,於全球3個廠區同步進行智慧化轉型。宏遠興業的智慧製造系統,採用即時與長期兩套功能並進,即時性方面,例如,染整環節中的染料及助劑秤重、注入與攪拌都由設備互相對話(M2M)負責操作,並與後端機台軟體結合,讓染料比例更正確,大幅提升一次對色率,因此用人也只有原本的三分之一,每月可節省190萬元。在製程後端的驗布系統,則以機器視覺技術配合人眼檢測,先以9支高速攝影機偵測機台上快速移動的布料,標示出布料瑕疵處後,人眼負責第2次的簡易檢查並加以分級,與之前傳統的流程相較,這種人機結合的作業模式,效率提升了46%。

在長期功能方面,第一步建立起的工業物聯網底層的感測網路架構,透過機台上感測設備所擷取的溫度、震動、速度與經紗率等大量數據,累積出足量數據庫後,將數據轉換為資訊流,將之匯入由研華的系統整合商協助導入的電腦整合製造(CIM)平台,管控製造現場包括撚紗、織布、染整、後加工的品質,另外CIM匯集的資訊在轉往更上一層的企業資源規劃(ERP)系統,針對數據進行分析,例如經由產線資訊的掌控,系統可在5分鐘完成產線排程,相較於過去即便是由資深員工排程,也需要6小時的作業時間,兩者差異不可同日而語。

除了產線,廠務系統也是智慧化重點,研華所協助建立的WISE-PaaS智慧能源管理系統,全面整合廠房內的電網、空壓機、廢水與消防系統,解決了過去資源系統因各自獨立運作所造成的管理成效不彰問題。此外智慧能源管理系統也讓資源應用效率大幅提升;水、電費用佔紡織廠成本比例高達30%,光是夏季尖峰期,電費支出就達3,000多萬元,透過此一系統,在維持原有效能的前提下,用電量減少了5%。

產業環境日漸嚴苛 智慧製造勢在必行對於工業4.0的導入,葉清來指出,工業4.0的主要運作骨幹是工業物聯網,透過工業物聯網串聯OT與IT兩大領域的設備,研華長年深耕工業電腦領域,無論是IT技術或是垂直領域都有高度專業,宏遠興業與研華合作,打造出紡織生產領域專用的物聯網架構,將可因應市場的全新考驗。

現在消費市場型態已然改變,過去少樣大量的製造型態逐漸轉為少量多樣生產甚至是客製化服務,在此態勢下,可快速變動產線的高彈性製程成為製造業必須。此外紡織業一直是勞力密集的產業,多數的專業知識都由資深員工所掌握,過去這些知識無法被量化,導致傳承不易,尤其是現在台灣少子化問題嚴重,若延照之前作法,許多專業技藝將會失傳,以數位轉型所建立的數位大腦,則可以解決這些問題,它將技術、技藝從人移轉到智能設備,將製程前面的90%由數位大腦處理,人則負責最後的10%調整,執行更具價值的工作。

工業4.0是一條漫漫長路,而由於這次的變革是破壞式創新,與製造業過去遇到的問題都不同,因此要走完並不容易,不過葉清來以宏遠興業自身的經驗指出,並不一定要從紅海直接一步到藍海,可設立中間目標,先航向紫海,也就是說即便要彎道超車,也不一定要直接抵達工業4.0,事實上在工業3.5階段,效益就能浮現。

至於未來走向,葉清來表示宏遠興業會持續與研華合作,善用研華在製造業的專業知識及其建立的物聯網生態鏈,提升製造系統的智慧化能力與效益,對於紡織同業,宏遠興業也抱持開放心態,歡迎各業者前來參觀他們在工業4.0的做法,藉此培植台灣產業競爭力,在嚴苛市場環境中站穩腳步。

 

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