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雀巢小規模測試工業4.0先導計畫 後續再應用到全球86國生產線

  • 陳端武
圖為雀巢食品工廠內的自動包裝產線。法新社

全球最大食品飲料公司雀巢(Nestle)正在探索將其灌裝和包裝產線數位化的可用技術,包括機器狀態監測、3D列印、協作機器人、數位雙胞胎(digital twin)、虛擬和擴增(VR/AR)實境等。雀巢希望先進行小規模先導計畫,之後再將工業4.0技術應用到其全球86國的413家工廠。

據Automation World報導,雀巢研發中心專家工程師Tom Doney日前在芝加哥Automation Conference & Expo上表示,數位化工廠將促進製造效率,並支持新的消費者需求和商業模式。

他舉托盤收縮包裝產線為例,從監控包裝機出入口的感測器開始詳細介紹各種層次的連通性,並指出若能結合所有流量資訊,就能隨時監控機器狀態。Doney指出,雀巢有400多家工廠,所有產線都有1台包裝機,而大多數工廠有多條產線。若不妥善管理,這些數據會成為海嘯。

3D列印技術方面,是雀巢用於開發包裝設計的有用工具。各行業的製造商雖已開始用3D列印零件快速修復故障設備。但雀巢對使用3D列印零件來替代OEM的填充和包裝機器零件有具體政策規定。

雀巢已安裝14台協作機器人,在這方面很成功。Doney表示,協作機器人是很令人興奮的技術,能將自動化部署在原本只能手動或空間有限的地方。

雀巢也在內部部署數位模擬(digital twin)技術。該公司長期以來雖已將數位模型或填充/包裝產線模擬用於預測性能及評估設計方案,但機器的平均故障前平均時間(MTBF)和平均修復時間(MTTR)僅為估算值。

Doney表示,現在工業物聯網(IIoT)數據可提供之前建模產線上的驗證資訊。而從不同產線或地點送到Digital twin的數據可凸顯出機器中心性能或整個產線性能與參考模型的運行差異。

VR/AR方面,雀巢認為這兩種技術雖為潛在的強大工具,但實際上存在限制。 Doney展示雀巢工廠員工佩戴的個人防護和GMP裝備的相片,解釋當前所需的頭盔、髮網、耳塞等與穿戴裝置仍不太合適。

雀巢利用平板電腦進行的AR應用也有缺點,已嘗試讓技術人員用平板電腦查看改變填充器上的過濾器需完成哪些維護任務。技術人員可在機器上疊加視覺效果,以顯示拆除C形夾具、過濾器外殼、舊過濾器等等的步驟。

Doney表示,這是雀巢渴望能派上用場的東西。但此應用需要花費很多精力來實現,超出大多數機器製造商的能力及預算。更有意義的是,讓機器製造商的技術專家看到工廠員工在車間看到什麼的AR應用。

目前工廠需要技術專家時須安排訪問時間、支付差旅費。若利用AR,就能在省下差旅費的情況下獲得技術專家的遠距指導。同樣地,由於在工廠環境訓練不夠安全,雀巢也考慮將VR用於培訓員工。

另一方面,雲端分析是雀巢未來才會採用的另一項技術。目前的先導測試主要在於性能測量和監測機器的能耗。然而,首要任務是透過製造執行系統(MES)將整體設備效率(OEE)數據更精確地提供給業務系統。

Doney表示,雀巢正在逐步採取措施,在部署雲端分析前,先透過邊緣設備驗證數據,並將分析結果送至業務系統。直到先導計畫完成後,才會部署雲端系統,這有助於避免產生數據海嘯。

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