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物聯網新事業經營策略及實務系列之6 - 優化智慧製造與供應鏈管理,淬鍊工業4.0的DNA

從供應鏈連結智慧生產,打造完整智慧製造體系。

導言:「物聯網新事業經營策略及實務」,課程由政大商學院與研華科技合作規劃,是台灣第一套物聯網趨勢管理課程;政大于卓民教授及研華高階主管擔任課程講師,以物聯網實用領域知識為教學主旨。

本文:毫無疑問,對生產製造型企業而言,近年最重要的議題即為工業4.0。深究此題材之所以備受關注,在於全球製造業面臨諸多挑戰,包括勞動力減少、產品與服務生命週期縮短,及消費者個性化需求大增等等,單憑傳統模式不足以解決難題,故需重塑工業4.0智慧製造新藍圖,以克服種種考驗。

研華工業物聯網事業群大中華區總經理蔡奇男表示,驅動企業邁向智慧造的主要力量不外3種,首先是客戶驅動,如大型品牌商要求製造商建立生產履歷,滿足生產品質追溯需求;其次為管理驅動,隨著企業規模擴大,急需整合更多營運資訊,以帶動生產管理效率與產能的提升;再者是近年二代接班現象頻繁,新一代接班人講求以數據來管理工廠。

融合生產、管理與市場數據 降低決策風險

談及工業4.0背後關鍵要素,係以「自動化與資訊融合」為根本,進而結合物聯網與資料分析,其中尤以資訊的加入最重要。此乃由於,20年來IT技術的演進突飛猛進,反觀自動化技術卻未出現太大改變。

如今融入IT助力,即可針對生產、業務、管理等彼此間原本斷鏈的資訊加以整合,裨益企業完整掌握客戶需求、生產品質、設備狀態、安全生產、環境能耗等相關數據,再借助大數據分析,了解數據之間因果關係,從而產出智慧化決策,有效降低風險並提高營運績效。

「有決策就有不確定性,有不確定性就有風險,資料的意義,正是為了降低決策的不確定程度,」蔡奇男說,工業4.0帶給企業的最大價值,便是融合生產、管理與市場等關鍵數據,藉以提升競爭力。

企業甚至可瞄準工廠材料的即時供應需求,將智慧生產(含智慧現場、智慧排程等)、企業營運平台進一步串接供應鏈,形成完整的智慧製造體系,針對資訊技術(IT)、操作技術(OT)做最極致的融合。

下列情境,都將拜智慧製造的導入而付諸實現。工廠內所有的人、設備、產品及物料皆被嵌入eTag、Barcode,在生產過程中即時採集資料,輸送到Factory Cloud;在生產線上大量啟用智慧機器人與自動搬運車(AGV);全面啟動自動量測,包含自動光學檢測(AOI)、自動化電路板檢測(ATE)、機器手臂等;Shop Floor系統收集大量生產設備與產品履歷,結合MES、ERP並透過大數據分析,產生智慧資訊,藉以預測設備故障、批次之產品返修率,並追蹤客戶使用產品狀態。

為落實工業4.0、營造前述美好情境,研華提出三階段執行戰略建議,第一步需促使設備及生產資訊聯網,第二步推動資訊整合、資料關聯分析及加值應用服務,最後全面整合生產與商業資料、並智慧調整設備及生產條件。

藉由資料分析與預測維護 帶動業務模式創新

研華以物聯網應用核心軟體、資料採集I/O 模組、IoT閘道器暨控制平台、嵌入式工業電腦、視覺及自動化解決方案等多項產品為基底,打造設備自動化、智能物流與倉儲、廠務能源環管理、設備採集監控及效益優化、MES整合及生產履歷、預測維護大資料等智慧工廠方案與服務,旨在幫助企業循序實踐「自動化暨省力化」、「機台連線暨資料採集」、「MES整合暨生產資訊視覺化」、「工業資料分析暨預測維護」等工業4.0進程,終至延伸客戶服務,帶動業務模式創新。

蔡奇男進一步指出,所謂自動化、省力化,重點在於運用機器人、AGV及機器視覺,減少人力依賴,提升測試效率與產品良率,達到精實生產或無人生產之境界。在機台連線、資料獲取部份,則透過感測器採集生產資訊或環境資訊、並予即時傳送,以利進一步分析運用與管理。

有關MES整合、生產資訊視覺化,旨在透明即時呈現從現場到管理之完整資訊,包括以車間看板作為效率及力產力的監控載具,即時提供生產資訊、換線效率監控資訊;以戰情中心建構多平台管理報表,提供上下段供需明細、產品品質監控、KPI管理報表等關鍵資訊;以移動終端打造生產預警與及時回應機制,透過郵件或微信即時傳遞產品不良代碼相關訊息。

至於工業資料分析、預測維護,則是工業4.0價值鏈中最富商機的一個段落,相關應用實例正在不斷發生。蔡奇男以螺絲成形機之預知保養為例指出,論及螺絲製造成型,關鍵製程就是「冷衝壓」,故為了增進螺絲模具的使用效率,有業者開始將壓電感測器安裝於成型機內,監測衝壓的波形,以判斷模具的劣化程度,便於適時更換模具,達到預知保養目的。

針對企業如可邁向工業4.0新世代,他歸納幾個重點,首先應全面思考技術、流程、營運,逐步邁向工業4.0;其次善用資通訊、物聯網的基礎建設,打造企業競爭力;再者以大資料分析,提升產品設計、生產管理及客戶服務;接著結合物聯網技術,將價值由「設備製造」推進到「設備服務」;最後則考量工業4.0的格局太大,無任何單一企業可獨力完成一切,唯有憑藉跨界人才整合及企業協同合作,才能加速創新與合作。

製造、採購全面革新 迎合少量多樣營運需求

每當談及工業4.0議題,經常提到「少量多樣的個性化生產」;無庸置疑,此一迥異於傳統大量生產時代的嶄新模式,勢必衍生更高複雜性,也意謂企業亟需推動不小變革,才能有效駕馭這些複雜性。

研華集團營運副總經理吳明欽指出,事實上研華所處的工業電腦產業,對於如何適應少量多樣製造模式,早已存在迫切需求,且經過長期歷練。他進一步解釋,研華每年新增1,158個產品,成品料號大於16,000個,零件料號高達近28,000個,供應商多達1,480家,業務佈局範圍遍及全球23國、95個主要城市,複雜性之高可見一斑。

如今伴隨工業4.0時代來臨,舉凡少量多樣特性、複雜度皆持續攀高,驅使研華擬定思索以工業4.0為基礎的營運發展策略,且涵蓋製造、採購、供應鏈管理(SCM)、品保(QA)等所環節。

針對製造,研華為了加速建立少量多樣智慧製造模式,決定先化繁為簡推動「集結整合」,將原本散見於台灣、昆山多處SMT廠區集中;同時也在各廠區持續強化機台監測、自動化、能源管理、環境管理、MES整合等多項機制。

例如現正力推倉儲智慧化與智慧標籤,俾使所有人或物件只要刷卡進入廠區,相關資訊都可立即連貫至生產線,再輔以先進規劃與排程(APS)貫穿MES與ERP,實現訂單流 連結生產資訊流,即時反應供需變化。

針對採購方面,研華取材共享經濟平台思維,催生產業聯合採購(Industrial APS)模式,結盟策略供應商夥伴,憑藉中央廚房服務型式,齊力滿足物聯網產業供應鏈的需求,實現價值共享、成長雙贏目標。

至於SCM,則積極建立構資源共享、資訊通透的供應鏈平台,以期優化Planning準確度、庫存掌握及聚焦客戶服務;在QA方面則串聯品質大數據,達成零件一條龍品質與技術管理,另搭配聯合收檢中心的精進,落實品質服務與生產力提升之目的。(明雲青記錄整理)

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