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以產品零缺陷落實工業4.1 成大智慧製造研究中心兼具效能與品質

成功大學智慧製造研究中心主任鄭芳田。

德國政府在2011年宣布推動工業4.0政策,帶動了全球一波智慧製造浪潮,不過成功大學智慧製造研究中心主任鄭芳田指出,工業4.0側重生產力,卻忽略產品品質的重要性,因此他提出工業4.1概念,希望透過OT與IT所整合的各種功能,讓產品接近零缺陷境界,在「實現工業4.1的智慧工廠自動化系統」演講中,他就為現場來賓介紹此概念。

鄭芳田進一步表示,工業4.0訴求的高生產力,若品質控管能力不佳,對製造業者來說並不具經濟實惠,因此他所倡導的工業4.1,其目標是做到線上全檢,先讓產出的產品零缺陷,再談如何提高生產力。鄭芳田的工業4.1,已於2016年初在IEEE國際期刊發表,並讓智慧製造研究中心與中華電信、先知科技、智能服務合組「智慧製造方案戰略聯盟」,推動智慧工廠自動化(iFA)解決方案。

iFA的功能多元,包括物聯網與邊緣運算(CPA)、雲端運算平台(AMCoT)、資安監控、機台管理(EMS)、產品全檢(AVM)、機台壽命預測(IPM)、刀具監測(TLM)、良率分析(IYM)...等,透過這些功能,業者可掌握工廠稼動率並監控設備總合效率,完成所有在製品與最後產品的全檢,建構資安防護與監控系統、監控刀具即時狀態並找出最佳更換刀具時間點。

iFA已開始協助台灣製造業實現工業4.1願景。鄭芳田指出,製造業者在布局進程中,可先設定兩個目標,首先是以智慧全檢的方式先完成交貨產品零缺陷,之後再透過大數據分析持續改善,讓所有生產產品也能接近零缺陷。iFA目前已用於科技製造業與傳統製造業,科技業具指標性業者為半導體封裝大廠日月光,至於傳統製造業,則有汽車零組件製造、吹瓶機製造、碳纖、航太...等產業。

這些產業會視本身需求,選擇合適的iFA功能,例如日月光的凸塊製程中,就利用iFA的AVM系統建構全自動虛擬量測產品全檢系統。透過AVM,日月光在凸塊製程中可以做到產線全檢,減少過去抽測方式可能造成的不良品混雜問題,同時此套作法也以近乎零等待的方式,減少機台停機待機的時間,讓產線可以維持優化的稼動率。

除了全自動虛擬量測(AVM)外,智慧型預測保養(IPM)與智慧型良率管理(IYM)也是製造業的共通選擇功能,IPM可協助製造業完成關鍵零組件的異常偵測,並預測其剩餘壽命,提升機台的妥善率並避免無預警停機。IYM則可透過演算法,快速找出產線中影響良率的環節,針對原因持續改善,以提升良率,達到生產產品接近零缺陷的目標。

鄭芳田最後指出,產品品質是產線的第一要務,唯有良好的品質,高產能才有其意義,智慧化產線全檢不但可以檢視產品品質使其接近零缺陷,產線也可藉此讓製程更精準、材料成本再次降低。工業4.1就是透過OT與IT整合研發的各項功能,協助製造業者達到此一願景,藉此強化產業競爭力,落實智慧製造願景。

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