智慧製造與製造服務的實踐

2017/07/31 - 魏淑芳

DIGITIMES企劃

西門子安貝格數位化工廠的一向被視為實踐工業4.0的模範工廠。台灣西門子軟體工業總經理陳敏智指出,過去的產品生命週期,包括產品定義、設計與開發,與生產的生命週期,往往無法整合,而安貝格成功的祕訣,就在於能將兩個生命週期整合為一個數位化平台。

陳敏智指出,從兩岸高科技電子行業的現況,可以發現台灣業者在前端的產品設計成熟度已經很高,但由於車間對於產品上市的時間,影響度達40∼60%,生產的流程規劃(Rework、Scrap、Quality escapes、Delays)要用更有效率的工具規劃。

但目前的流程管理工具,產生很多溝通成本及錯誤,設計跟流程沒有連通,流程跟製造也沒有連通,只能透過ERP來連結,如果是大量生產,問題還不大,但是客製化需求愈來愈高,產品生命週期愈來愈短,未來必須要設法從設計到流程,從流程到製造,都必須要打通。

因此產品設計在導入完成後,陳敏智認為,要有虛擬製造評估及驗證,知道怎麼生產、怎麼規劃,才可以減少試製的時間及成本。

未來的製造,機電軟在產品設計中缺一不可,然後在流程規劃中確認需要哪些資源,再透過流程模擬,可以知道規劃能否運作,如組裝會不會有問題,同時還要因應工廠的狀況,先做好模擬,了解設計會不會有虛耗,耗電是否合理,產能是否能達到目標等,交給車間生產之前,還可以用PLC連接,做細部微調,全部完成後,再交給車間處理。

陳敏智指出,對很多有意投入智慧製造的業者而言,資訊化程度,也就是將相關資訊打通,已經相當成熟,但產品從研發到功能調試的數位化,才剛要開始,而要做到研發製造一體化,需要MES來串連ERP及現場控制系統。

陳敏智以某公司的實驗線藍圖為例指出,PLM能做到一體化平台,執行設計、工程、流程、模擬(產品資料管理、模擬業務管理、流程資料管理)等工作,BOP工作包則可以丟到MOM系統,ERP系統接到訂單後,將生產工單交給MOM,MOM再發出執行指令到產線,執行自動化生產。

當產品設計向製造遷移時,程式/檔要人工解析和轉換,可能會碰到部分資訊缺失,反復確認,效率低易出錯;而產品的試製過程中,也會出現設計問題多,定位時間長,試製週期佔硬體研發週期的1/3~1/4,試製投入大等問題,加上設計驗證與製造驗證,由於平台隔離實施上多串列,製造驗證完全依賴於實物驗證,執行效率低,試製品質差。

但透過工業4.0的Digital Twin去驅動轉型,業者可以快速反覆運算試製驗證,設計資料透過結構化及同源,讓流程更順暢,製造程式/檔也可自動轉換,再透過BOP及虛擬製造模擬,配合線上監控與閉環回饋,解決前述問題。

導入智慧製造,還可能讓業者可以避免無謂的損失。陳敏智指出,曾有業者在發表產品時,發現有6個產品出狀況,透過西門子的解決方案,輸入這6個產品的序號後,發現都有驅動器安裝順序的問題,於是及時阻止整批產品出貨,及時避免超過1,500萬美元以上產品召回損失。

陳敏智強調,將各專業技術整合為一個資料模式,用同一個資料模型來分享,可以減少溝通成本及錯誤誤差,其實就是智慧製造的具體實踐。



圖說:台灣西門子軟體工業總經理陳敏智。