台塑網訴諸MES系統 循序落實工廠e化與智慧製造

台塑網科技專案顧問王聖中

在德國於2012年提出「工業4.0」概念後，一時之間，使得虛實整合、物聯網、大數據蔚為製造業界顯學，驅使業者群起追逐智慧工廠目標；而在台灣製造業界極具指標性的台塑集團，其透過生產E化、管理功能架構精進，循序邁向智慧工廠管理的歷程，著實深具參考價值。

一路伴隨台塑集團走過自動化、CIM化、雲端化等發展路途的台塑網科技，由旗下CIM事業群MES處的王聖中、郭沛恩等兩位專案顧問，共同闡述箇中發展經驗。

王聖中指出，工業4.0核心技術是「虛實整合系統(CPS)」，透過人與機器的交互連結與物理世界互動；其次要素則是「人」，強調工業4.0並非意在創造無人工廠，而是讓從業人員由單純的生產操作者，晉升為控制者與管理者；最後關鍵要素則是「智慧工廠」，促使工廠及企業管理流程形成網路化，避免不必要浪費，且降低存貨及縮短客製化產品交貨時間。

CPS負責整合ICT相關技術，堪稱智慧工廠「總指揮」，整合之主要標的含括物聯網、大數據應用。奠基於CPS的智慧工廠，具備五大情境特徵，包括自主調整產能配置、自主調整上下游配送、優化資源與能源配置、輔助人員完成製造，及可追蹤生產進度與履歷。

王聖中說明，論及智慧工廠應用領域，也涵蓋五大方向，包括大數據與雲端運算、虛擬工廠設計與自動化系統整合、物聯網裝置與系統、智能裝置與系統，及機器人與機器手臂。

王聖中：邁向智慧化，從解決工廠日常問題做起

綜觀台塑集團生產e化演進與管理功能架構(符合ISA-95 Levels國際規範)，與智慧工廠演進脈絡高度契合。王聖中表示，回顧台塑集團製造e化發展，現已進入從「自動化？機械化」躍進「雲端化？CIM化」的關鍵轉捩點，重點在於建構並強化由SCADA、PLC與DCS組成的「Cell Control」架構，由LIMS、SPC、SQC與設備監控組成的「MES/TIMS」架構，以及負責設備資產管理的「EAM」架構，同時一併搭配AMS、工安監控等機制，構築強而有力的「智能監控」架構。

但無論是Cell Control、MES/TIMS或智能監控，其實都不是台塑集團生產e化的終點站，展望今後，將繼續朝向「智慧工廠管理」目標挺進。藉由此發展路徑圖，可歸納出製造智慧化道路的關鍵三部曲，由前至後依序是自動化、資訊化？虛擬化、智慧化。

王聖中建議，企業踏出邁向智慧化的第一步，宜從解決工廠日常面臨的問題出發，針對工廠現場常見的問題，例如廠長關切的「當天的產量多少？品質如何？」、製程管理關切的「機台生產參數為何？設備稼動率？」、設備維護關切的「設備維護記錄？故障原因？」…等等，乃至包括無法立即掌握現場狀況、不同部門提出不同資料且各執一詞、重工製品的進度及流程…等等種種疑難雜症，找出解決之道。

值此時刻，企業需要引進具備幾項特性的方案，首先是支援設備連線、大量資料搜集的生產自動化，其次是縮短生產週期時間，再者分別是提升產品良率、減少人為輸入資料錯誤，及提供即時生產訊息；由此看來，製造執行系統(MES)無疑是首選系統。

郭沛恩：MES是推動工廠智慧化的第一步

另一專案顧問郭沛恩，呼應上述觀點指出，藉由MES妥善推動作業管制系統應用，著實可謂邁向工廠智慧化的第一步。

他認為，邁向智慧工廠首重「數據管理」，因此製造業現階段應該關心的事項，不外是隨時檢視可利用的數據、如何取得數據、如何有效的使用數據，乃至透過創新、變革，讓ICT工具為我所用，終至實現「數據服務我、我服務客戶」遠大願景。

而不管談到MES或數據管理，都已在台塑集團現場具體實現。案例之一為「倉儲及進料檢驗管理」，過去一般工廠常見情況是，供應商以紙本送貨單進行交貨，接著倉管人員清點物料品項、數量後，以電話通知品保人員查驗，此後品保人員攜帶紙本的IQC檢驗標準、圖紙記錄IQC數據，並將重要品檢資料額外收錄至Excel以便執行統計，最後倉管人員依IQC結果，將合格數量進行入庫，並將合格數量手動輸入到ERP過帳，然而這些步驟程序，不乏低效率、易出錯等盲點。

如今面對供應交貨，改以PDA掃描條碼收料，後續結合PC工作站檢驗資料載入，已大幅降低人工手動輸入的必要性。

案例之二是「ERP整合及在製品管理(WIP)」，其間高度仰賴MES與各系統資訊流的整合串聯，藉此達到高效的系統間雙向整合，同時避免相同資料在不同系統維護多次的煩惱。假設MES所管制的作業流程，依序是生產批次建立、加工站1、加工站2、加工站N、質量檢驗、成品庫存、出貨，當中所有環節，MES將分別與不同異質系統產生連動。

在生產批次建立階段，需倚靠ERP下發工單、訂單與BOM表，並串聯物料倉庫；在各個加工站階段，一方面需透過物聯網技術整合機台設備資訊，二方面需將生產加工資訊、扣料明細回傳至ERP；在質量檢驗階段，需結合SPC系統；在成品庫存與出貨階段，兩者都需要串聯成品倉庫，也都需要與ERP保持互動，包括回傳良品庫存資訊，及接收由ERP所下達的出貨命令，後續再將出貨結果回傳予ERP。