2024-11-15
31
在工廠日常中有時會遇到某個感測器偶爾超標,但一閃即逝,很快就自動恢復正常。想去檢修,卻一如往常;或數據微微超標,卻沒有高過警戒值,所以不會有Error Code。若人們沒有主動查看的話,或許永遠也不會知道曾經發生過,但這很可能是未來故障的早期預兆。
在前三集中,我們談到工廠日常生活裡,常發生與偶爾發生的機台故障排除場景。接下來我們來看看機台在真正故障有Error Code之前,在異常階段是否也可以盡早發現,避免直接掛掉後匆忙因應所帶來的額外損失。
我們在工廠日常中有時會遇到某個感測器偶爾超標,但一閃即逝,很快就自動恢復正常。想去檢修,卻一如往常。然後呢,其實並沒有然後,只能學周星馳把這一切當作幻覺,沒有發生過。
有時則會遇到數據微微超標,卻沒有高過警戒值,所以不會有Error Code。若人們沒有主動查看的話,或許永遠也不會知道曾經發生過。但這很可能是未來故障的早期預兆。沒有偵測到這些數據的(微)病症,那未來很可能就直接故障,而沒有任何緩衝預警時間。
我們以第三集雷同的例子來說明,如圖一所示,這一次機台內的泵浦馬達其實要壞不壞。這最頭痛,因為它還是會轉,所以機台不一定會停機亮紅燈。但偶爾,就是這個「偶爾」,轉速會偏低,造成管線內的流量計數據,也會偶爾偏低。過個幾分鐘,這個偶爾的流量不足會造成偶爾的過熱,所以溫度偶爾也會被拉高。
這一堆的「偶爾」,往往讓人束手無策。遇到這種情況大多就是擺「乖乖」,祈求不要再發生了。但是實際上這也是未來大故障的早期預兆,擺乖乖不過是自欺欺人,會發生的,還是會發生;沒抓出來,未來面對的就是突然的掛掉。
如圖二所示,SUPA的S (Sensing)是感知數據偏差,也就是病症偵測,這是第一步也是最關鍵的一步,因為這是整個SUPA的源頭,若無法有效感知,後面的機制就不會被數據驅動了;但若過多假警報無限量感知,也會讓人疲於奔命,不但浪費了過多資源,更重要的是會因而拖累真警報處理的黃金時機。
感知數據主要區分為二類:第一類是如何把已經發生過的歷史案例,其背後的經驗與智慧可以固化(具體化)保存下來;第二類是對於未知尚未能偵測病症的數據,可以有工具協助偵測。
首先我們要知道,機台內OT時序性數據其實是很複雜,大部分的樣態都不會如圖三的左圖一樣單純,可以靠簡單的UCL/LCL卡控來判讀病症;而是如圖三的右圖一樣,彎彎曲曲非常複雜,很難簡單判讀來偵測病症。
所以,針對第一類保存歷史案例的判讀智慧,我們可以把老師傅所判讀過的數據,以Lot/pcs為單位把連續的時序數據切段,依好學生一組、壞學生一組分類,並都分成訓練組與驗證組。
然後把訓練組送入神經網路訓練模型後用驗證組確認。待模型收斂完成後,就等同把這些歷史案例中的智慧,已經保存在模型中了。後續就可以用這模型來感知數據偏差S (Sensing),形同一位數位老師傅,亡羊補牢,24小時全年無休的自動偵測是否有病症。
延伸閱讀:IT+OT如何鏈接?讓老師傅的經驗值結合智控現場,邁向未來管理樣貌
針對第二類以圖四為例,企業要做好碳與能源管理,得先從老闆設定適當的用能(電)/碳的KPI著手,再用系統可視化每個人的即時成果,當大家都可以知道自己的用能(電)/碳管理做得好不好時,才能以自身專業努力朝向淨零碳排前進。
問題是,用能(電)/碳的數據往往高高低低,直接可視化很難看出其所以然,如圖四右上角的真實案例,只以每個月一筆的台電電費單的用電度數來呈現可視化,根本無助於廠長管控用電。
但若把用電數據整合用電原因,比如說產量,再加上外部環境參數,比如說外氣(Outdoor Air)溫度後用AI建模,我們就可以找到如圖四右下角紅色的那一條線,稱之為基線(Baseline),也就是在這些條件下預估合理用電量應該是多少。再對照感測器的實際用量,確認使用上是否合理。
兩種數據比較後就會發現,在最後兩個月用電確實超標,讓公司因而損失了27萬台幣,這不是小數目。而且看似超標比率不高(僅約10%),但經徹查後發現原因出自於某一機台,因為故障造成異常耗能。
此單機的異常耗能已經超過100%。還好及早發現,不然的話不是燒壞,這會讓產線中斷;或者直接燒起來,這更嚴重,若造成火災說不定會被勒令停工。所以,透過AI模型所建構的基線,也可以形同另一位數位老師傅,針對此特定場景,24小時全年無休的自動偵測是否有病症。
延伸閱讀:能源管理系統是依據ISO 50001減碳及省電費的關鍵
智慧製造趨勢所
520 Followers
智慧製造趨勢所
520 Followers
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。