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【工業4.0雲端戰情中心提供即時營運數據】新漢3千坪智慧工廠首度大公開

新廠啟用半年生產效率提高3成,今年更有3家臺廠計畫導入自家工廠

文/余至浩 | 2019-04-23發表

去年10月中,新漢在林口華亞科技園區啟用了一座3千坪智慧工廠,強調所有生產流程皆採自動化、智慧化方式生產,不僅大幅減少作業人力,也提高工廠管理效率。 (攝影/余至浩)

臺灣老牌工業電腦硬體商新漢,去年底啟用了首間工業4.0智慧工廠,近日也對外公開內部細節,結合智慧機械、工業物聯網與雲端技術整合工廠OT資訊,打造出自動化雲端戰情中心,可即時呈現工廠生產與營運資訊,更利用工廠自動化、智慧化幫助工廠提高多達3成生產效率,而且更省人力。新漢更要借助這次建廠實戰經驗,要從傳統工業硬體代工,變身工業4.0解決方案商。

3千坪工業4.0示範工廠首度曝光

新漢智慧工廠,就在林口的華亞科技園區、位於新漢承租辦公大樓的2樓,占地將近3千坪。新漢去年砸了2億元,共花了3個月打造成首座工業4.0示範工廠,並建置有兩條SMT產線與一條DIP產線,去年10月正式投產,主要以網通與網安設備代工生產為主。

不同於其他生產工廠,新漢這座智慧工廠已全面導入自動化生產,來取代傳統人工作業,從零件備料、電路元件焊接、DIP插件,到硬體組裝、功能測試及產品裝箱,皆改由自動化生產、檢測,再搭配人工目檢,因此,只需要配置原先工廠一半的人力,大約180名作業員,就能完成相同作業,或甚至獲得更高的生產效率。

不只自動化生產,新漢工廠內所有製程機臺或檢測設備,也都全面導入IoT感測技術,以取得這些設備的即時運作資料,再回傳到新漢自行開發的雲端戰情中心,方便管理者或決策者即時掌握全廠生產資訊。新漢在這座雲端戰情中心,整合了9大應用模組、11項功能,可以實現即時掌握工廠製造資訊、預知維護、會統4.0管理決策、廠務視訊、資訊安全、網路管理、設施監控、產線監控,以及電力監控。

為實現工業物聯網應用,新漢還採用開放架構,讓工廠產線上不同機臺相連互通,可以自行檢測與調整製程步驟,以提高製程品質。例如從SPI錫膏印刷檢測機的IoT設備,檢測出錫膏印刷的厚薄度不符規範,便會反饋到前一個製程步驟,再由印刷機依據檢測結果自動調整偏移參數,重新印刷出正確厚度,再進到下一個製程動作。

新漢自行開發一套工業4.0雲端戰情中心,提供有9大應用模組、11項功能,可以即時呈現工廠生產與營運資訊細節。(攝影/余至浩)

為實現工業物聯網應用,新漢採用開放架構,讓工廠產線上不同機臺可以相連互通,可以自行檢測與調整製程步驟,以提高製程品質。(攝影/余至浩)

工業4.0發展的兩大關鍵:智慧機械、工業物聯網

新漢董事長林茂昌表示,工業4.0有重要的兩隻腳,第一隻腳是透過機臺、製程自動化與協作機器人,來達到機械智慧化功能,而第2隻腳則是工業物聯網,藉助開放架構,讓所有智慧機械可以相連互通,再加上各種必要的感測器與裝置蒐集產線數據,將這些數據送上雲,加以分析與應用,才是一個完整的工業4.0解決方案。這正是新漢打造工業4.0戰情中心的關鍵心法。

首先,在製造產線端,該戰情中心整合ERP與MES製造執行系統,除了可以將當月訂單和出貨進度以視覺化圖表在螢幕上來呈現,也能呈現MES系統上的資訊,包含預期生產數量、目標數量以及即時生產力,這些資訊也能在產線組裝區架設的資訊看板都看得到,讓現場管理者可以更快掌握生產狀況,並依據作業員當前生產進度,現場指揮調度。

為了縮短營運決策時間,新漢也與政大合作開發一套會統4.0管理決策系統,能夠依據物料生產成本、生產工單及作業時間,自動計算當日生產產品的毛利成本,並自動產出相關報表,不需要等到隔月報表產生才知道,就能依據每日可賺得的利潤即時修正營運策略,讓決策者下達決策可再早一步。這套新系統將在今年6月開發完成。

其次,從戰情中心的螢幕上,也能夠即時監控SMT與DIP產線設備的運作情況,主要是藉由機連網的方式擷取機臺設備的資料與參數,以便在戰情中心即時呈現這些設備使用狀況,包括稼動率爐溫和良率等,可提供現場產線人員做為即時的參數調整,以提高生產良率。另外也可以隨時監看工廠各設施的環境變化情況,包括溫度濕度和落塵量與二氧化碳等,而且每條產線皆配置多組攝影機,可以將產線生產狀況呈現在螢幕上。讓公司高層管理者即使遠在國外,也能觀看工廠產線即時生產狀況,並依據生產進度即時做出調整指示。

尤其,為了確保工廠產線可以正常運作,避免因為機臺故障造成產線中斷停擺帶來的嚴重損失,新漢也特別針對產線的重要設備,如壓縮機,回焊爐、洗滌器風扇等加入預防性診斷維護機制,主要是透過機器學習技術,從這些設備上安裝的震動感測器蒐集大量訓練資料,建立機器學習預測模型,以偵測設備健康狀況,新漢已經能做到機臺還沒發生異常之前,就能提前通知廠房執行維護動作,以避免產線非預期性停機發生。

另外,SMT產線區還設置有機臺資訊看板,可以即時呈現生產線上各種機臺的運作狀況,一旦發生異常,便會發出警示,並同步顯示在戰情中心的螢幕上。加上有了去年臺積電產線中毒事件的前車之鑒,新漢新廠也特別強化了OT資安防護能力,可以即時偵測OT網路內是否有不正常的流量,並從中找出有問題的機臺,通知管理者立即處理,以避免感染其他機器。

新漢表示,新智慧工廠自去年10月啟用至今,已經幫助工廠生產效率提升至少20~30%,新漢更將這次工業4.0建廠建置經驗輸出,變成產品販售,目前已有晶技、加高電子、泰藝電共3家頻率元件廠今年將在自家工廠內導入該公司的工業4.0方案。

新漢更大目標是要從傳統工業硬體商,變成軟硬整合的工業4.0解決方案商。除了智慧製造外,新漢也計畫要將工業4.0核心技術,運用在不同行業,包括智慧醫療、智慧商業及智慧監控等。

 

新漢針對重要產線生產設備,也加入預防性診斷維護機制,還搭配機器學習模型以預測設備健康狀況,可提前通知廠房進行維護,以避免產線無預警停機。(攝影/余至浩)

在組裝作業區,現場管理者可從螢幕面板上查看MES系統上的生產資訊,包含預期生產數量、目標數量以及即時生產力,以便於更快掌握生產進度。(攝影/余至浩)

在最後產品組裝流程上,還導入RFID標籤,自動感測記錄每一站完成的組裝項目,以取代每站人員都要以掃描器掃描條碼的動作,以節省作業員換件的工時。(攝影/余至浩)