【技術新知】射出工廠的智慧排程管理系統 – 型創科技顧問股份有限公司

型創科技 / 唐兆璋副總經理 & 劉家孜專員

前言

　　傳統工單排程面對經常性的砍單與插單、設備或模具故障，以及原物料供貨異常的困擾，透過型創IoM射出機聯網，導入射出成型AI智慧排程系統，有效解決模具與成型傳統產業因人力不足及人工作業而導致的效率低落問題，以優化機臺稼動率，達成產能最大化。

射出成型工廠在數位轉型所面臨的挑戰

　　傳統的射出成型行業目前正面臨諸多挑戰，例如：勞動力短缺、藍領員工自身能力限制、同業競爭激烈、客戶需求多樣化，少量多樣且交貨期縮短，如何讓射出成型機在換模頻繁的條件下，維持品質一致性及生產效率最大化，將是射出成型工廠邁入智慧工廠成敗的關鍵。而產業在生產管理時通常會遇到以下問題：

盲目接單：無法進行相對準確的銷售預測、市場分析，在進行訂單下達時，因客戶訂單的不確定性，經常性的砍單或插單。
生產過程發生異常：設備或模具在生產中故障，沒有即時發現，導致工作中斷。
供應鏈不穩定：因原料或物料的供貨異常，導致無法持續生產。
缺乏有效的生產排程計畫：無法有效監控生產狀況及產能，生產資訊及進度不透明，導致未能按時備模、調機、調度現場人員，從而影響交期。
整體稼動率低：生產管理越來越複雜，目前由人工排程易造成機器利用率無法極大化，加上維修多憑老師傅經驗，在無法即時維修下，讓機臺呈現閒置待修狀況，造成業界普遍稼動率低於五成。

智慧排程射出成型解決方案

　　面臨前述挑戰，型創IoM射出機聯網，透過物聯網技術，進行全廠設備聯網及數據自動採集，通過OPC-UA、Modbus、Telnet……等工業通訊協議，取得射出機的成型條件及實際值等數據，建立動態的生產履歷追溯數據庫，支援歐洲的ENGEL、Arburg，日本的Sumitomo、Fanuc、Sodick，以及臺灣的臺中精機、樺欽、震雄等射出機品牌。另針對不支援OPC-UA通訊協議的設備，以機上盒的方式接機臺的I/O訊號，取得稼動率、運作狀態、週期時間等數據，簡單且快速安裝於任何品牌的設備，現支援的射出機品牌超過50種。

　　取得設備數據後，可以再透過系統進行排程作業，將生產資訊整合並串連到生產計劃，依據訂單即時需求調整生產計畫。面對生產異常情況，如設備馬達故障、模具頂杆彎曲，可即時回報，透過看板立即通知相關人員，使問題在第一時間獲得解決，避免延誤處理造成更大的損失。透過瀏覽器可隨時隨地掌握工廠即時生產狀況，以利追蹤預定生產狀況與實際生產結果。達到即時監看、同步管理、節省時間、人力、成本的目的。

智慧排程AI建模架構

　　型創IoM射出機聯網建立製品、模具、原料、設備、班別……等基礎資料庫，採人工機聯網演算法(Internet of Molding Algo-rithm, IoM)，提供適當的排程生產計劃。

AI建模架構

Initialize
- 設備的即時狀態；
- 製令或訂單的即時需求；
- 原料的報工狀態；
- 模具的報工狀態。

Algorithms
- 人工機聯網演算法(Internet of Molding Algorithm, IoM)型創科技公司於2019年結合SA、ACO和一些自我更新的演算法，其結合退火函數及區域搜尋的特性，面對不同問題能有更好的適應能力，達到快速收斂的效果。

Result
- 排程與組成最佳化；
- 結果更新在【排程看板】；
- 現場回報排程進度。

系統功能優勢

每筆任務都會去記憶中尋找可利用的射出機，然後評估適用的射出機。
每筆任務監視生產進度，根據實際生產進度，然後轉移到適合的射出機。
射出機確認執行的任務，並將模具及原料，並將其更換為適合的任務。
將迄今發現的最佳任務登錄為正式排程。
透過使用智慧排程系統即時掌握排程生產狀態，視排程的製品交貨優先度，模具及原料是否就緒，進行待生產排程的輪巡，藉由持續的疊代而得到較佳的排程生產計畫。
排程結果即時更新在排程看板，依據排程看板，現場人員可以更換模具或原料；採購人員可以回報原料進廠進度，即時通知生產前的烘料作業；模保人員可以進行模具保養及檢討作業，確保生產順暢。