2023-04-27
莊馥綺
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企業都希望能透過自動化升級,做到降本增效,從機台設備的自動化改造開始,到產線自動化的升級,但這樣還遠遠不能達到「產線智慧化」階段,那該怎麼做呢?
很多傳統產業對於「自動化」的做法就是以「人力」搭配「自動化設備」來進行生產,但對於仰賴人力的製造業來說,缺工一直是一個頭痛的問題。為了縮短製造週期、減少庫存、確保品質的一致性,被迫轉型及改革,為了減少成本、提生產線效能、增加產品良率、達到產品標準化,許多企業主期待以智慧機械來取代重複性高、危險性高的工作,但真的是導入幾台機械手臂、AGV、AMR機器人、智慧倉儲後,就可以輕鬆做到嗎?
自動化簡單來說就是運用自動裝置系統軟體,搭配科技技術和機械設備等,讓產品能自動被製造出來,或是做到部分自動加工完成,達到減少人力成本、提升人員製造能力、防止人員進行危險作業等目的,但不代表可以用機械設備完全取代人力!
在自動化的基礎上,讓設備在工業物聯網的IoT平台內互通資訊,蒐集數據資料進行大數據分析,再由人工智慧學習判斷預測未來產能運作,達到自行感知、決策、執行等製造模式,讓企業提升產業競爭力。
過去製造業在蒐集數據上,都是以人力來進行,如果想要知道機械設備的狀況,就委派人員去巡廠、蒐集機台資訊,但這樣不但很費工耗時,也無法取得即時性數據資料,上層無法有效掌握生產流程。
想要從自動化提升到智慧化,其中的關鍵就是「數據蒐集」,無論是設備、產線等任何的數據,都是要求蒐集得越細、越精準的高品質數據,但如果想依靠人力取得這樣的數據資料,實在是太耗成本了,成效也不高,因此必須透過IoT(物聯網/機聯網)技術來取得。
「如何採集最底層設備狀態及資料」是IoT首要注意的一點,在設備安裝感測器後,IoT會不斷地記錄來自各種感測器的數據,但因為設備的類型、型號非常多種,為了串接兩種不同協定的網路裝置,會透過閘道器協定網路資料訊息進行運算;如果發現蒐集來的數據類似「異常數據」則必須釐清為何會出現此類數據。如果是因為感測器的連結設備發生故障所導致的異常值,那就是不可清理的必要數據,因此為了確定數據是否為必要數據,可以安裝多個感測器,並將這些感測器的數據相互比對。
IoT系統建置完成,可以加上稼動率監控系統軟體,把生產資訊上傳到雲端平台,搭配上直覺性可視化生產界面,讓管理者可以用手機或是戰情室螢幕清楚掌握整個廠內,甚至是跨廠的生產資訊、異動警示、機台稼動情況等。
在整個製造現場中,跟生產部門最緊密連結的絕對是倉儲相關的部門(負責即時供料,維持整個產線的運作),但常常會發生因為這兩個部門運作模式不一樣,而導致部門間的物料、資訊流通不順,進而降低生產效率,甚至是出現管理上的漏洞。
倉儲作業管理效能,通常取決於庫存料件種類、數量和掌握資訊的精準度,但多數生產人員為了避免生產時發生耗時、物料不足必須從新領料,影響生產效能的情形發生,在申請生產料件時,通常申請的數量會比生產所需的數量還來得多,導致很多時候發生帳料對不起來的情形。
當整個廠區的資訊都能做到即時串接時,可以利用系統軟體協助我們提高整體效率,像是當料件送至碼頭時,人員刷條碼後就可以知到產線是否已開工,如果開工的話可以利用AGV將料件移轉到產線邊做即時補料,其他部分則轉至倉大倉,當儲位跟料件做綁定時,可以透過RFID、條碼方式變更儲位,或是透過PDA照射儲位後,就可以輕鬆知道還有多少庫存,而且系統有跟MES進行綁定,人員進行點料時每個料件都可以準確扣帳,避免發生人員失誤導致料件跟帳不一致的情形,如果要進行移載,也可以透過人力揀選運送,或是搭配AGV、AMR等設備進行移載,不僅省時還省力。
腳踏車手把有分左右邊,還有好幾種型號、款式,如果都以人力進行區分,太過耗時與費力,因此利用CCD照射腳踏車手把,自動判斷左右邊手把,再由機台設備去進行加工,當手把再產線上流動時,因為會將手把放在tray盤上,每個tray盤上都有搭配RFID,只要一掃描,就可以清楚知道裡面的產品,並且將生產紀錄自動上傳到系統平台上,任何
該廠為了能提升後段包裝到倉儲以及出貨部分的效率,經過規劃後從開箱、補箱、箱子到產線上由人員放置產品後,自動封箱、秤重、讀標、分類,到最後堆棧時,因為前面已經有讀取標籤,箱體跟所屬棧板位置可以自動綁定,系統會依照工單的需求,機械手臂會依照系統訊息移動到正確位置進行自動堆棧,並且在出貨時會自動判斷要出哪一條線或是進倉儲的,並放在該棧板上面,完成後會跟ERP進行交握,滿站出料時也會自動通知人員或是跟派車系統交握,讓AGV或是AMR機器人進行移載。
為了避免飛輪跟飛輪之間的接觸面刮花,會疊上墊片來防止摩擦,但會導致些微的傾角,雖然原有的產線上已配有CCD,但辨識上還是有難度,因此採用3D視覺技術整合機械手臂應用。透過採用index入料模式,確保機械手臂能組裝正確。並搭配視覺補正,可以進行自動鎖附螺絲及自動放料。
產線智慧化,最首要的任務不是導入多先進的技術、設備、系統軟體,而是公司整體人員目標是否明確一致、意見是否整合,在統一決定權窗口後,並詳細了解工廠整體運作情況,組件好專案團隊、建立良好的溝通管道後,在尋求專業團隊的協助,才是重中之重,如果連這一步都做不到,即便後續導入完成,也會陸續有許多問題浮出水面,甚至是降低生產效率、影響企業整體營運和形象。
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