工業4.0/智慧製造

數位轉型

智慧製造的架構

作者

楊于嫺

4.4k

・2021/09/07

智慧製造又稱工業4.0,是一套以Big Data大數據AI人工智慧IoT物聯網為技術基礎的解決方案。智慧製造的技術,讓製造業可以面對高客製化、少量多樣、短交期等,隨時高度變化的市場需求挑戰,做到低成本又高效率的生產。

 

智慧製造/工業4.0利用IoT物聯網技術達成機聯網/設備聯網IIoT工業物聯網架構收集製造過程中各種即時數據,透過數位軟體系統工具雲端平台,整合各流程中IT+OT數據,完成全面性的數據融合,打造製造現場的神經網路,並建構大數據模型。

 

協助組織中不論管理者或第一線工作者,透過掌握即時完整且科學的數據和數據應用,馬上從問題中找到關鍵瓶頸點,快速做出正確決策和判斷,達到更有效的人機協作。

 

擁有即時正確的科學數據,就能讓製造現場擁有智慧,

製造業的數位轉型,就是數據驅動的智慧製造。

  

智慧製造/工業4.0讓製造現場可以做到隨時反應、彈性且靈活生產,提高設備OEE、稼動率和產能利用率。


利用大數據達到預知保養,在不影響生產的規劃下,減少設備無預警停機,提升產線穩定度,並確保交期達成率;利用生產現場的各種即時數據,建構數據模型,達到預測、優化生產品質、確保物料準時備齊,減少製造現場停工和等待時間。

  


IT+OT的融合,打造全面性的智慧製造

以Top-down由上而下宏觀的方式,全面性利用數位軟體系統工具雲端平台,整合製造工廠中,生產製造相關各流程的數據資訊,建構智慧工廠。 

 

1.利用智慧製造與智慧機械雙引擎,加速企業數位轉型

製造業現場要進行數位優化,可從整體性的智慧製造,和單一製程下,製造相關設備的智慧機械,整合這兩個層面開始進行。

▌智慧製造

全面性從人、機、料、法、環等五大環節,進行整體製造生產過程管理

 

▌智慧機械

透過IoT物聯網讓設備上網(也就是以機聯網的技術),利用即時數據將設備智慧化,提升單一設備的運行效能和生產能力、降低非預期停機的風險,做到單一的製程管理。

 

>>>了解更多:智慧製造和智慧機械雙引擎,加速數位轉型

 

2.工廠數據全面整合,落實製造業智慧製造之路

透過IoT物聯網收集製造現場中,全方位即時且正確的數位數據,利用數位軟體系統工具雲端平台,將IT+OT的數據融合後,才能徹底掌控各種機台設備未來的規劃,和現在運作的實際狀況,並以此打造靈活應變製造現場的基礎。將數據透過整合計算分析,以科學模型及演算法,減少人為疏忽和製造瓶頸,最終達到數據價值。

 

▌IT(資訊技術, Information Technology)數據

通常是指製造相關運作流程中的數據。如,訂單、產品品號、製程類型、模具/治具/夾具、材料和品質良率等。

 

▌OT(營運技術, Operation Technology)數據

通常是指透過IoT物聯網感測器等技術,取得的設備/機械等製造相關即時數據資訊。如,生產數量、工藝參數的設定值、感測器中得到的工業數據和環境的實際值。

 

>>>了解更多:

什麼是智慧機械?智慧機械的3大訴求有哪些?

掌控機台全方位行為,落實製造業數位轉型之路

>>>實際案例:

『智慧工廠』從加工設備與製造執行系統的軟硬整合開始

  

3.IT+OT數據融合,推動智慧製造四階段

製造業工廠利用智慧製造技術架構,做到進行數位轉型。以IT+OT深度融合工廠整體的數據,建構預測問題和自動優化調整的系統機制,可以即時因應內、外部的變動,不斷自我調整,隨時都能以最有效率的方式運作,建立競爭力,加速企業數位轉型

 

IT+OT數據在智慧製造四階段的應用

可視化知道發生什麼事

▌透通化:知道為何發生

▌預測化:從容應對,最低損失處理

▌自適應:自動最適切安排,永保最優化

 

>>>了解更多:製造業數位優化四階段,工廠數據如何全面整合

 

4.掌握什麼重要數據,才能達到彈性靈活應變智造現場?

有正確且即時的數據,搭配完整的邏輯規則,才能在面對突然發生的問題、分秒必爭的時刻,立刻進行正確的決策,讓工廠和產線順利運作。

 

掌握什麼重要數據,才能打造快速靈活應變的智造現場?

即時的製造現場狀況

▌反映現況的標準工時

▌目前的設備妥善狀況

 

>>>了解更多:掌握什麼重要數據,才能達到彈性靈活應變智造現場?

  


智慧製造的基礎,從IoT物聯網開始

從Bottom-up的角度,了解如何透過IoT物聯網數位軟體系統工具雲端平台,由下往上從基礎架構打造智慧製造/工業4.0

  

1.如何打造快速靈活應變的智造現場?

擁有即時數據,製造工廠能夠作到資訊透明、資訊監控、即時反饋,所以讓製造相關資訊達到時間同步,是打造智慧製造工業4.0的重要基底。製造業如何應用門檻不高,且第一線人員又方便的技術,自動地取得工廠中重要的數據?

 

利用物聯網/機聯網,如何將數據轉化為可以參考的資訊呢?

有效率的快速報工

動態調整的標準工時

可控制的設備妥善狀況

 

>>>了解更多:如何打造快速靈活應變的智造現場

  

2.物聯網的數據品質,決定智慧製造的成效 

機械設備透過IoT物聯網技術,達成機聯網IIoT工業互聯網架構,收集的數據應該具備哪些品質因素,才能做到有效的分析效果?

決定數據品質的3種因素:

數據來源要夠細:涵蓋範圍夠小。

數據來源要夠精:取樣頻率夠快。

數據來源要夠準:錯誤率夠低。

 

有效提高OEE才是物聯網的重要效果

利用有品質的數據,計算OEE的時間稼動率(A)、性能稼動率(P)、品質稼動率(Q),再分別展開分析出設備故障、過程損失、閒置&暫停、設備降速、不良品和成品率降低等六大損失。若想更深入探討問題點,可再利用MTBF更確認效率低落的根本原因,並加以改善來提高OEE。

 

>>>更多說明:數據品質3特性,強化現場OEE,讓機台說出真相!

   

3.以物聯網建構製造現場神經網路,靈活應變且『做對的事』

如何才能在瞬息萬變的製造現場,透過應用IoT物聯網即時數據的分析結果,機動調整與快速彈性因應突發問題狀況,讓生產製造現場隨時保持最佳狀態?

 

做好完善周密的計畫

如適切的生產排程,透過歷史數據的分析、設計、導入與管制等,『以靜制動』的強化。亦如同控制學中的強健控制(Robust control),設計一組強健控制系統,讓控制的標的不管如何改變,都可以因應。

 

利用客觀數據,當作計畫的後盾

因為人工回報的數據,不但不夠精確、常有錯誤,且不夠細節與即時。所以,唯有基於機聯網所收集的真實數據,才足夠貼近事實,並以此規劃完善周密的計畫。

 

數位軟體系統工具雲端平台收集、整合和應用機聯網的數據,就像是建構製造現場的神經網路一樣,串聯各流程相關的數據,快速又有效地從問題中找到關鍵的瓶頸點。

 

>>>了解更多:如何應用IoT,快速提升製造現場OEE?

  

4.訂閱新模式,無負擔實現智慧製造,並以數據驅動創新

智慧製造和工業4.0並非遙不可及,利用微服務架構,將大型軟體模組化、輕量化與靈活化。搭配IoT物聯網的技術,讓中小企業可以用訂閱的新模式,不需一次投入大量成本,階段式選擇需要的功能即可,且安裝和使用都很簡單,馬上就能邁出走向智慧製造的第一步。

 

>>>延伸閱讀:訂閱式機聯網應用,簡單實現數據驅動的智慧製造

>>>了解更多:物聯網如何提升設備稼動率?

  

5.加入生態系,智慧機械雲帶領企業邁向智慧製造

智慧製造需要整合精密機械和智慧技術才能做到,台灣機械公會提供開放式的平台,串聯上下游夥伴,以軟硬整合的方式,協助精密機械的設備業者可以專心在本業的深耕,透過夥伴加值,轉型成為智慧機械廠商,順風搶搭工業4.0列車。

 

>>>了解更多:加入生態系,智慧機械雲帶領企業邁向智慧製造

 

   

本次概略說明智慧製造的架構,智慧製造是製造型企業本質的硬實力;企業內部的組織規劃、人員能力和營運流程等,則是企業數位轉型的軟實力。


想進一步了解企業進行數位轉型,需要具備的關鍵軟實力是什麼嗎?《數位轉型》帶你了解更多內容。

 

參考資料:一鍵導入智慧應用 智慧機械雲年底上架百個App服務結合Intel與鴻海5G優勢,鼎新電腦打造智慧製造、智慧機械雙引擎平台政府推雲平台 助攻產業本土智慧機械雲平台上線智慧機械雲平台公版智慧機械雲應用服務介紹智慧機械雲平台加速臺灣產業數位轉型 助製造業精準掌握後疫情時代商機雲端平台服務技術於機械產業的應用與商業模式

延伸閱讀

我們使用本身的Cookie和第三方的Cookie進行分析,並根據您的瀏覽習慣和個人資料向您展示與您的偏好相關的廣告。如欲瞭解更多資訊,您可以查閱我們的隱私權政策