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新漢以華亞新廠示範智慧工廠方案 九大功能模組串連IT與OT資訊層

  • 廖家宜
企業管理者從智慧雲端戰情室可快速掌握生產線上各即時運作狀態。廖家宜攝

工業4.0發展至今,對於部分製造業者而言,仍被視為一模糊且不切實際的想法。為了讓製造業者實際走入智慧工廠一探究竟,新漢透過林口華亞廠作為示範場域,將過去運用於內部的智慧製造解決方案將之統一整合至自主開發的平台中,並打造智慧雲端戰情室呈現完整智慧工廠的組織架構。透過示範工廠的建置,盼有助於對工業4.0還存有疑慮與不確定性的製造業者,能夠加深其對未來更明確的發展方向。

新漢在10月中正式啟用位於林口華亞科技園區的新廠,但更特別之處在於該廠是新漢長久以來投入智慧製造的「成績單」。新漢推展工業4.0多年,過去便自主開發各種解決方案並已實際導入工廠內部驗證,而此次則是藉由華亞廠做為示範場域,將各項解決方案整合至自主開發的智慧雲端戰情室平台。透過實際應用於新漢SMT與DIP產線運作演示予製造業者,除了驗證台廠在工業4.0的研發成果外,也助力製造業者能夠加速導入走向智慧化。

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新漢於華亞新廠導入自主開發的工業4.0整廠解決方案。圖為新漢華亞廠內部的智慧雲端戰情室。廖家宜攝

新漢行銷暨公關處長沈亦中表示,智慧工廠的極致必須從入料、備料、製造到出貨等過程都可以無人化形式呈現,讓工廠完全自主控制,不過要體現此類景況背後還必須整合整套系統,難度非常高,業界要完全達到工業4.0還有很長的路要走。

因此新漢採取的是階段性的策略,透過這套由新漢自主研發的iAT2000整廠解決方案,以開放性架構PC/EtherCAT標準為基礎,先協助製造業者將工廠內部可控制的環節妥善管理與運用,當工業4.0技術隨之成熟,未來透過層層疊加的方式是較好的發展途徑。

因此從智慧雲端戰情室的架構來看,新漢想要傳達給製造業者的概念其實並不複雜,簡而言之就是將工廠內部的資訊從IT到OT端進行全面整合,透過九大功能模組將資訊可視化並呈現於戰情室中,讓業者「眼見為憑」,透過量化的數據進行決策與管理。

從IT端資訊層來看,該整廠解決方案涵蓋五大功能,包括製造資訊的彙整如MES/ERP系統、從管理決策面向出發的會統4.0系統、廠務即時視訊系統、企業資安系統以及網路資產管理系統等,前兩類係從企業營運的角度出發,而後三種則是基於廠務管理。至於OT端的資訊層,則包括工廠設備監控、工廠產線監控、設備預知維護系統以及能源電力監控系統,顯而易見的,此類資訊層則與產線實際製造流程息息相關。

對於上位管理者而言,營運績效是其最為關注的重點項目,像是以新漢集團為例,透過ERP系統中便可完整呈現各事業部門即時訂單與銷售資訊變化,而在MES系統則可呈現產線實際生產資訊,例如預計產量、目標產量以及即時產量等,進而得出即時、今日與本月的生產效率統計。

設備監控可說是物聯網進入製造業發展至今已然最為人熟知的應用。設備本身即是工廠的基本財,也與工廠生產效益具有直接關聯,是企業無法忽視的管理需求。新漢的整廠解決方案,便將設備監控應用分為週邊設備如空壓機、冰水主機等硬體資產,以新漢廠房為例,其就將該監控範圍區分為辦公室區、倉庫區、系統區等進行整廠監控。

除了週邊硬體設備之外,維持生產線上的生產設備正常運作更是企業的核心需求之一,而在產線監控的部分,則與設備稼動率息息相關。在系統可連接不同協定機台的狀態下,新漢透過採集機台的運行狀態與生產狀態等資訊,對整條產線的運作狀態進行監測,已確保產能維持穩定。其中,新漢也針對產線機台的重要設備進行預知保養專家系統的建置,例如透過振動頻譜分析馬達軸承,便能針對設備異常發生進行預知偵測,有效避免生產設備因故損壞而影響產能。

而在全球倡導永續能源的趨勢下,智慧工廠的發展也逐漸朝向節能減碳為目標,勢必會對工業自動化有著更高的要求。因此,提升能源效率並做好能源管理也成為企業未來的競爭方向。以此為出發點,新漢也在iAT2000解決方案中導入能源監控系統,以整廠電力節能方案為特點,採用各產線機台、空調或照明設備之電力迴路進行監測,透過三個時段如尖峰、半尖峰以及離峰等時段分析用電狀況並進行產線的最佳調配,甚至可進一步換算成用電度數或用電量費用等。

此外,智慧工廠追求的不僅僅是效率,更要重視安全。隨著工業自動化比例增高,工廠因為高度網路化的緣故更需要比一般辦公需求更高的資訊安全監控。針對工廠安全需求,在此九大功能模組中,新漢開發eSAF資安系統,採用多層次架構,將OT端保護層從SCADA/HMI延伸到最底層的系統控制,透過嵌入式監控系統將不易破解的安全晶片形成最後一道防線,保護從端到雲的資料傳輸。

業者在安全監控平台中,可透過綠色顯示為安全、黃燈顯示為警示、紅燈顯示為危險等各等級區分,以直覺化的圖像表示讓管理者一眼就能看出問題所在並即時反應。此外,透過廠務即時視訊系統,則可在遠端客戶在遭遇問題時,讓業者與客戶即時進行多方溝通。沈亦中表示,能夠達到「即時」的訴求對於製造業者來說至關重要,因為唯有在最短時間內修正問題,業者才能因應現如今越來越短的產品開發週期。

在工業4.0整廠解決方案中,新漢也與政大產學合作開發「工業4.0管理決策系統」,也就是會統4.0,其透過MES、ERP系統之數據量化分析,進一步可針對個別工單計算出即時生產成本,協助現場人員即時了解目前每張工單的成本狀況,降低不必要的時間及成本投入,甚至進一步隨時掌握每一項產品之成本,以瞭解標準與實際成本之差異,協助企業在生產與訂單之間取得最大的效益平衡。

沈亦中表示,會統4.0系統目前的主軸在於大數據統計分析,但卻是一打破過去壁壘分明的OT與IT資訊層之整合平台。過去企業雖可從ERP系統跑報表,但卻難以在第一時間取得底層生產端的實際相關資訊,IT部門要撈最底層的OT生產資訊,不只要想方設法將資料從生產設備中撈上來,還要將撈上來的數據轉換為標準格式才能被有效利用。而會統4.0系統則是將過去企業常會「卡關」的問題先行解決,讓OT資訊能夠迅速與ERP等系統串接,並即時運算分析,一旦有效掌握更多工廠資訊,對於企業而言便能夠在節奏越來越快的市場氛圍中快速找出應對之法。