2021-08-31
楊于嫺
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德國工業4.0平台的會員之一的Phoenix Contact，為了達到高度的數據透明化，利用IoT(物聯網/機聯網)架構，完成工業4.0。成功達到彈性生產，降低生產成本，以大量生產的低成本，製造1件客製化產品，它是如何做到的呢？
Phoenix Contact位在提出工業4.0概念的德國，也是德國工業4.0平台的會員之一，專門提供工業設備和工業自動化解決方案。因為發現近年市場需求，訂單都是少量且高度客製化不同樣式的產品，所以希望能透過工業4.0的技術，能夠達到靈活的彈性調整製造相關流程，滿足客戶客製需求。依據在鴻海集團工業富聯(FII)的不同類型的製造業，數位轉型的分類中，是『全場景客戶價值』類型的工廠。
Phoenix Contact使用物聯網(IoT)完成高度數據透明化，且達成生產線全天24小時運轉。工業4.0的技術，讓Phoenix Contact成功達成彈性生產，以大量生產的低成本，製造小量客製化產品。智慧製造讓Phoenix Contact除了大幅度地降低生產成本，整體生產效率提升40%，生產時間縮短30%。
以設備加上感測器，進行數據資料收集，讓產品從設計、測試到生產和交付給客戶中的所有過程，都可以簡單取得數據，讓所有狀況保持透明可視。
Phoenix Contact轉型成功的最大因素，是因為採取『走到第一線的服務研發模式』。如，設備的製造團隊，也同時扮演研發工程師的角色，如此可快速導入新的製造流程。該團隊擁有客戶所有資訊，也直接面對客戶，可以即時進行訂單和交付等狀態的溝通。
『客戶驅動的數位孿生』是世界經濟論壇將Phoenix Contact選為燈塔工廠的最主要原因，第二個因素是因為做到『用大量生產的低成本，生產只有1件的客製化產品』。
Phoenix Contact的數位孿生(Digital Twin)，是讓每個產品都擁有虛擬及物理兩套資料數據。虛擬資料以3DCAD/CAM為基礎，可以協助在研發階段，以模擬的方式，進行各種測試和設計調整，來確保生產過程及品質的穩定性等。
物理資料是以設備的感測器、物聯網和RFID等技術，自動記錄實際生產中及後期的產品相關資訊，包含生產時即時狀況和所需物料庫存狀況等，可即時優化生產排程、記錄後續維修保固狀況，及客戶持續訂單等真實情形。
兩套資訊數據互相關聯，並互相輔助，協助在產品全生命週期中各階段的優化參考，如：新產品快速上市、製造流程改善、降低產品不良，並創造新的獲利模式等。
>>>延伸閱讀：數位孿生，讓虛擬與實體融合與預測
我們來看看Phoenix Contact在『數位孿生』為基礎的數位平台架構下，用什麼方式達到數位轉型的呢？
將每個產品和製造流程，都以數位且統一標準的規格，在數位平台中被建立與儲存。以系統軟體數位平台，串聯3D、PLM及PDM等系統，在整體的產品生命週期中，整合研發設計、生產製造和安裝等資訊，以資訊可視化的方式，簡化規劃、分析和操作等資訊，有助於隨時了解即時的產品狀況。
Phoenix Contact的各種生產設備都被模組化。根據生產流程中統一的物料管理鏈，工作人員可依據每次生產的客製產品特性，用極短的安裝時間，將模組與電源、壓縮空氣及網路等設備簡單地自由組合。這種方式，讓Phoenix Contact可以用大量生產的低成本，來製造生產數量只有1個的客製產品。可說是一種適合長期投資，產生效益的生產製造方式。
產品在生產過程中，透過全自動輸送帶上的RFID技術，以統一的數位平台進行即時資訊串聯，包含流程中所需要的測試機台、加工設備和交貨狀況等最新狀況，可以用來進行彈性靈活地調整生產計劃，全自動的優化生產排程，達到可每周24小時的生產。
如原本預計甲產品要在A設備上生產，但因為A設備突然發生非預期問題造成停機，數位平台則會自動立刻將甲產品的生產排程計劃，改派工到目前可執行製造的B設備上，讓生產持續穩定不中斷。(延伸閱讀：智慧化設備，收到即時警報後，更重要的是什麼？)
在產品還沒開始生產前，以數位模型進行全自動的特性檢查和規格驗證，確認數位模型是否符合標準規格，也輔助在生產後，進行的實際產品的全功能測試記錄。所有記錄都回饋到研發設計階段，持續優化產品。
結論
我們可以看到Phoenix Contact的數位轉型，以數位孿生為主軸，利用軟體系統數位平台做到統一數據，做到即時掌握全流程的產品數位資訊，和最新的生產資訊，並搭配可簡單彈性靈活配製的生產設備。
但最重要的是搭配與過往不同的職務調整，以『走到第一線的服務研發模式』，第一線的研發工程師，能直接面對生產狀況和即時客戶需求，立即進行設計變更，讓Phoenix Contact的數位轉型能發揮效益的最大。
文：楊于嫺 企劃撰寫
參考：
《來自第四次工業革命前沿的最新洞見》白皮書。世界經濟論壇與麥肯錫公司合作撰寫。
《工業富聯燈塔工廠》白皮書。工業富聯、億歐智庫及騰訊雲合作撰寫。
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