工業4.0/智慧製造

什麼是智慧機械?智慧機械的3大訴求有哪些?

什麼是智慧機械呢? 簡單的說,就是讓製造業工廠內的機台設備,不要再『那麼笨了』。例如:機台設備透過自身可以掌控的數據,可視化協作優化作業;或當機台自身即將發生異常前,能提早預警。

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・2021/08/31

智慧機械的定義


什麼是智慧機械呢? 簡單的說,就是讓製造業工廠內的機台設備,不要再『那麼笨了』。例如:機台設備透過自身可以掌控的數據,可視化協作優化作業;或當機台自身即將發生異常前,能提早預警。




智慧機械的三大訴求

依照經驗歸納,機台設備智慧化至少有三大訴求

 

1.對的生產

  • 確保-對的工單/對的人/對的時間
  • 確保-對的工裝(模具/治具/夾具)
  • 確保-對的工藝參數
  • 確保-對的原料
  • 確保-生產時的穩定持續運作

 

 

2. 好的生產

  • 生產排程要優
  • 物料的卡料要少
  • 工藝的參數優化(初始)
  • 參數的動態優化調整(執行中)
  • 機台工程的優化/自動化

 

 

3. 不要停

  • 異常停機的風險要降低,例如機台故障
  • 合理的架機時間,超過要通報
  • 合理的上料時間,超過要通報
  • 合理的下料時間,超過要通報

 

 

 

 



智慧機械應該要有什麼功能?

 

1.基本功能:原生的分級控管設計

 

首先是『對的生產』,也就是對生產的管控,這是最基本的要求。但傳統設備商總認為客戶最大,所以將運作的全部控制權都交給客戶,讓客戶自行運用。問題在於工廠客戶不是一個人,而是一群人。

 

例如:決定如何運作的是現場主管、決定運作參數的是研發單位,但絕大多數時間中實際操作機器者,卻是現場作業人員,而作業人員的素質卻常參差不齊,很難掌控。因此,若機台控制器的軟體缺乏『原生』的分級與內置管理機制,乍看之下,似乎是給製造業現場最大控制權與彈性,卻反而容易狀況百出。

 

又例如:機台設備生產前的調機階段,安裝對的模具很重要。但僅憑外掛MES軟體與SOP制度管控,是無法100%確保,難免會百密一疏,無法面面俱到、全面圍堵。這是因為不管外掛軟體如何強大,總比不上原生軟體來得周全。加上現場人員很懂『生命總會自尋出路』的道理,也難怪工廠內狗皮倒灶,各種狀況會層出不窮。

 

要想讓機台設備也能達到數位優化,將機台設備真正進化成智慧機械,就得改採設備原生智慧化。也就是說,製造業工廠得正視這個關鍵問題,並在採購規範中明列;而機台設備商也應該在設計階段,就把智慧化列入設計規格內。

 

這就像是產品的品質不是靠檢驗出來的,而是生產出來,甚至於是設計出來的一樣智慧化也不是外掛出來的,而應該是原生設計出來的。這些原生數位優化的智慧機械,才能有效的與由上而下的智慧製造,上下合力,共同提升工廠競爭力。

 

原生智慧機械得自覺地肩負起『對的生產』的責任,例如:採用孔位與光電感測器,確保『對的模具』做為最後一道防線。又例如:塑膠業工廠,製造業現場管理上需要把試產階段與量產階段分開,收集各階段各自的數據,做為管理與優化使用。

 

然而傳統機台卻不是從這角度來設計,而是區分為手動、半自動與全自動三種模式。確實這是機台運作的基礎,但卻與管理上所需切分的模式對不起來。因此,機台設備商應該二者兼備,除了機械動作的手動、半自動與全自動之外,應該也得把試產、量產等管理模式,原生納入標準操作模式中 (當然也可以關掉)。

 

 

2.智慧能力:原生的主動式異常偵測

 

除了生產控管的上下搭配之外,智慧機台設備也應具備數位優化四階段的智慧化,比方說對機台內部所掌控的數據,具備原生主動式異常偵測。例如:加熱器,當加熱器損壞造成溫升明顯偏低異常時,智慧機械應該內置診斷機制,把這些機內就可以掌控的溫度、加熱器電流或開關數據,直接診斷與早期預警,避免損壞後造成更大的損失。針對這部分,將於下集分享一些作法。

 


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文:曹永誠  責任編輯:楊于嫺

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專家:曹永誠

 

目前任職於鼎新電腦,深耕製造業自動化與大數據領域逾25年,專精於先進製程控制(APC)、智慧機台控制系統、機器人自動化、智慧能源管理等領域。實務輔導百餘家製造企業之智慧製造藍圖規畫與軟硬體整合應用。

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