2023-06-26
溫溫
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我們在前集討論到「可視化、可識化、可事化」這「三化」的重要性。在汽車零件製造業工廠生產中,常採用自動化或半自動化機台生產,機台可以說是製造業的印鈔機,是最重要的環節。因此機台的生產績效是否夠好,可以如期如質的生產出對的產品,可以說是關鍵。我們常會採用總體設備效率OEE (Overall Equipment Effectiveness)來衡量設備效率。
簡單來說,OEE 100分意味著工廠正以最快速度生產最好的產品,沒有時間延遲或效率低下。也就是說,100分的可用性(沒有停機)、100分的性能(最好的速度)、100分的品質(最好的零件)。透過OEE,工廠可以知道如何改進製造流程。而提升並保持OEE的實際執行手法有三類:
1.把機台生產步驟環節切分,優化各項環節,例如上刀、調機、試產等各項環節後找出標準值,比如說生產節拍,或是上刀標準時間。(在第三集,清陽也有提到「機台換線」需要停的內作業時間佔總50%以上。);
2.卡控實際執行時是否如期如質的執行,當有超標時,例如生產節拍落後、上刀超過標準時間的時候,即時主動通報;
3.異常通報後,如何快速因應,降低額外成本的損失。(在第四集的內容,也有提到提前預警。)
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接下來在深入探討前,我們先談談三個背景前題。
首先是機聯網蒐集數據,以數據導向來監控與改善機台績效,這很有效。因此我們習慣於用機聯網讓機台說話,蒐集我們想要的數據。問題是,我們常常只看到生產機台,蒐集他的機況、數量、製程參數的設定值,與工業數據也就是感測器的實際值。但我們卻常忽略了周邊機台或廠務機台的重要性,例如CNC得有排屑機等周邊機台,也需要空壓機或台電變電箱等廠務設備,共同來支持生產機台的順利運轉。這些機台若順暢運轉,確實不代表生產機台是可以穩定的如期如質生產。但若這些周邊或廠務機台掛了,肯定會連累生產機台的生產。(Frank常把此狀況稱之為「成事不足,敗事有餘。」)所以,也得用機聯網蒐集數據,並且數據整合。
此外,生產機台固然重要,但生產出來的產品是否為良品,生產機台是不知道的,得由檢量測機台,才能確知良品/不良品,或尺寸/表面是否有瑕疵。這環節有些是人工用手工具量測,有些是AOI, 有些採用例如二次元/三次元量測儀等,但不管如何,這些數據就是生產機台的結果,而生產機台的數據就是良品與否的原因,我們得因果整合,後續才能以果推因,就像我們在做AI建模,常採用監督式學習,也是需要同時有因與果的數據。
第二個背景前題,雖然機台很關鍵是印鈔機,但不管是半自動機台,還是全自動機台,就算是全自動化線都一樣,機台就是一個 「被運轉者」,很多狀況他自己是不知道的。例如為何待機,機台自己是不知道的。又比如說Run錯貨,機台也是不知道的。他就是忠實執行,操作者對他所下達的命令而已。而且當機台故障後,機台也會很無助,得靠人來檢查與維修,而對於臨時故障時機台內的貨該如何因應,機台也是不知道的。
第三個背景前題就是「所有的數據都必須被整合」,才能發揮出效益。如同前文所說的,三大類機台的數據要整合一樣,IT與OT數據也得整合,例如單靠機聯網所蒐集的數據來分析待機原因,那是不行的。雖然待機原因分析,這是個綜合性問題,但若能把IT數據,例如工單的派工時間,領料時間等數據都能整合,就有機會可以知道原因與改善方法,單靠機台自身,是沒有辦法知道的。而且就像前文所說的,檢量測機台的數據是生產機台數據的果,生產機台數據則是檢量測機台數據的因一樣,機台為何要運轉,也是因為工單,所以工單就是機台的因,所以也得因果整合。而且,這些一大堆因果之間也並無單純的一對一關係。例如有不良品這是果,但因可能是機台,也可能是刀,也可能是周邊設備,也有可能是三者交互的影響的綜合才會出現的,因此數據整合得採用多對多角度來思維。
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接下來,我們來談談機台生產吧!機台要量產運轉前,不管是開機前後的點檢,或是上刀治模,或是調機,乃至於上料、試產與首件檢查等等,這些都是量產生產前要確保的,該做的都得做對做好。問題在於,機台是被運轉者,這些工作都得現場人員動手,或是手動模式操作機台才能完成。所以,工作是否有做對? 如何確保或做錯了如何知道? 是否會主動通知主管? 我們要知道,這些工作一旦錯了,不但會損失一堆不良品,甚至於連機台都有可能被弄壞了。而且倘若真的沒做對,也能主動通報主管知道了,接下來該如何快速因應更正,以降低損失呢? 好,就算所有該做的都做了,也做對了,但原本調機只需要30分鐘,但此時也不知道是因為新手,還是機台有些狀況,還是昨天跟女朋友吵架了心情不好,調了一小時還在調,如何知道? 他是否會主動通報? 若等換班時才發現生產數量不達標,此時能怎麼辦? 罵人、考核、獎金? 但不管怎麼做,這些被浪費掉的產量,一去不復返,損失就損失了,再也追不回來了。
當然,類似調機時間過長的報警,如何知道這當然很困難,但也不見得做不到,例如透過人員自己回報,這是最低成本卻也是最無效的方法; 或是採用高科技,例如CCD/AOI識別人員動作,這在人員組裝線已經有在實施了,但成本很高; 也或許可以折衷,透過一些IO感測器,來妥協成本與通報及時性。但無論如何,如何即時發現、即時處理、有效因應,這就是機台績效達標,而且持續達標的重點關鍵了。
在量產時也很類似,我們當然有OEE指標可以使用,但指標就是結果,就像考試,考得不好能怎麼辦? 對對,確實可以透過檢討與改正,補充那些考試不會的知識,就可以讓成績進步。但這只對認真的好學生有用,無奈由於現在年輕人越來越不想進工廠,連外勞的素質也持續下滑,因此只靠SOP、教育訓練與人治管理,效果不能說沒有,但持續下滑,得靠軟體系統以數據導向,才能讓事情可以做得更好。
例如,量產時機台若有確定異常的時候,比如說機台故障,三色燈警示,嗡鳴器也響了,但重點是現場人員多久後才會去處理呢? 這延後的時間就是浪費,就是損失。更頭痛的是,如果機台確定故障,得花時間修機,此時該如何才能夠快速且有效的因應,這才是降低更多浪費產生,例如這張故障機台內正在生產的工單該怎麼辦? 急嗎? 快違約了,還是可以慢點也OK? 若急,可以轉到哪部機台? 那些可以生產的機台是否有空? 若沒空,有哪張單可以先緩一緩? 這些數據確實都可以從現場看到,也可以從系統查到,問題是反應的時間需要多久? 會不會為了挽救一張單,讓現場大亂,反而造成更多的浪費。這些都需要ITOT融合的機制,才能快速因應,減少浪費,不能只靠經驗與直覺,或是簡單推論就決定見招拆招喔,畢竟人無遠慮,必有近憂。
這類確定異常的情況,工廠內處理的機率不低,或許有機會久病成良醫。但對於新的ITOT新技術,例如預測可能即將發生的異常等,該如何有效因應,那就更頭痛了。例如以機聯網數據即時監控生產節拍,建模預測完工時間可能會落後多少時間時,我們該如何有效因應呢? 畢竟這台機台後續還有其他工單要生產,延後勢必耽擱其他單,而且會像漣漪一樣,牽一髮而動全身,或許有些工廠會預留Buffer,結果這些Buffer也是一種浪費。倘若可以透過ITOT融合的機制,來有效快速因應的話,就有機會讓Buffer降低,減少浪費,以動制動,讓機台績效可以有效提高。
而生產後也有很多工作得做,例如下刀治模、清潔、保養與維修等,這些事情很重要,但廠內的控管力一般會比較薄弱,到底有沒有做? 做得好不好? 如何確保? 不合標準時要如何主動通報與因應,這些都是問題。保養後往往也需要校正,而校正值也得被蒐集,因為校正值的趨勢也有機會拿來預估機台是否有異常的機率,但當預估有可能會發生異常時,該如何通報,如何有效因應等,也得有效的機制才能讓績效達標,並持續達標。
總的來說,機台的績效就是跟時間賽跑,任何作業,不管有效的、無效的,為了生產,還是為了管理,甚至沒做事,時間都會一分一秒的過去。當然,我們也不能因為這樣就偷工減料,略去該做的事情。如何透過數據導向,即時可視與通報,盡快發現,而且透過ITOT機制,而非經驗與直覺來因應,讓浪費降到最低點,這才是數位優化中可視化真正要做到的,不是只是「可視」,而是「可視之後」得有ITOT機制來快速處理,降低額外的浪費。
而這些IT+OT整合的數據,同時得透過數位優化中透通化,分析各細部環節的時間,依照各機台,各料號等找出分布圖,搭配個案分析來優化,讓標準值重新定義更好的標準。(這我們會在下一集,為大家說明手法。)此外,IT+OT整合的數據,尤其是製程參數的設定值,與工業數據感測器所讀取的實際值,交叉分析以預估機台設備,是否已經開始有些異常等的方法論,我們也會在未來找時間分享,或在就享之分享給大家,請大家持續關注喔。
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最後談個Frank做過的真實案例,之前在某大廠曾經發現,前後道工序當機台不同時,會有機台配對,八字不合的現象。也就是說,雖然機台保養時都會校正,把機差調校到可以接受的範圍,但機差不可能為零,也就是說,機台不可能一模一樣,因此,某些製程就可以會發生,因為機差讓公差疊加,造成良率稍偏低,不是不好,而是相較之下稍偏低,因此就會出現二難,若我們總以配對較好的機台來鎖機生產,那工廠的總產量肯定偏低,很多機台會常待機,浪費產能;但若我們改以產量考量,那有些狀況的良率就會較差,也就是良率分布會高高低低,總良率就不可能最大化。後來我們團隊使用了一些大數據的分析與建模手法,成功的把前後機台對應良率關係建立起來,讓工單排程或派工時可以參考,但由於該公司的APS(先進排程系統)在排程時,僅能使用有限產能來排單,因此這數學模型的產出,缺乏有效的機制對應來發揮效益,非常可惜。由於類似事件經常發生,也因此,鼎新致力於ITOT融合,透過機制讓產線可以真正貫穿起來,讓績效拉滿,而且持續拉滿喔。
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