【技術新知】射出工廠邁向智慧轉型與誠信供應之路

型創科技 / 唐兆璋 副總經理

前言

  數位轉型不但能協助射出工廠降本提效、服務升級、商業模式的轉換,亦能協助射出工廠邁向環境保護、社會責任,以及公司治理的ESG目標,經過一連串COVID-19、美中供應鏈脫鉤、俄烏戰爭……等地緣政治及經濟風險輪替的影響,讓我們重新思考射出成型產業的供應鏈重組及商業轉型的新做法。

IoM射出機聯網定位為射出工廠的數據中心

  有鑑於各品牌射出機使用不同的通訊協議或數據模型,IoM射出機聯網於2018年加入ACMT射出機聯網相容性計劃,透過智慧機上盒(Smart Machine Box, SMB),讓既有的射出機實現Level 1 ~ Level 5的智慧射出成型功能,型創科技公司迄今已輔導逾五十家射出工廠,超過一千台射出機實現聯網,以下就ACMT射出機聯網相容性計劃的各階段敘述分別如下:

建立Level 0或Level 1等級
  建立Level 0或Level 1等級的智慧成型能力時,連接製造執行系統(MES)、企業資源管理系統(ERP)……等系統;對於射出工廠可精準地掌握生產進度,包括目前的產品、工單的製令、完工比例等資訊,包括業務、生管、資材等部門都可以透過網路查看,這對於跨部門間的協調,甚至滿足客戶交期等目標,都是非常有價值的應用。

建立Level 2或Level 3等級
  建立Level 2或Level 3等級的智慧成型能力,連接統計製程管理系統(Statistical Process Control, SPC)、生產追溯管理系統……等;對於射出工廠可精準掌握每模次的射出成型條件及製程數據,落實生產過程的可追溯性,符合法規要求的驗證程式。另外,通過即時製品管制上下限,減少不良品流出,確保製品信賴性及穩定性,有助於射出工廠的議價能力。

建立Level 4或Level 5等級
  建立Level 4或Level 5等級的智慧成型能力,連接人工智慧、線上成型優化、設備故障預測……等;使用採集頻率1KHz以上的速度,偵測融膠在模穴內的流動行為變化、馬達的負載電流、機臺振動頻率……等,依循科學化及標準化打造射出機的專屬大腦,當製品發生缺陷時,人工智慧可因應不同模具及塑膠,修正射出成型機的成型條件,透過數位化修正策略直接改善製品缺陷。

圖1:ACMT射出機聯網相容性計劃的技術實踐圖

邁向數位轉型之路,夯實供應鏈協同基礎

  IoM射出機聯網擬定了一套射出工廠的數位轉型藍圖,目標是靠數據即時管理射出工廠的製品品質、訂單交期、生產成本、人員績效。從客戶下單的那一刻起,就啓動智慧製造,系統會逐漸取代人來管理射出工廠,靠系統來自動分派縫合任務,並在下班時直接顯示每個人的工作成效,對工廠來說,也能即時管理人力成本與產能。以下就各面向敘述分別如下:

在製品品質方面
  傳統生產過程依賴檢驗人員按一定時間間隔和路線,依次到生產現場,用抽查的形式檢查剛加工出來的產品是否符合圖紙或檢驗指導書所規定的要求,避免生產過程發生異常狀態,防止成批出現不良品的重要手段,依賴人力進行難免忙中出錯,品質不穩定;數位轉型後,運用線上品質管制,即時監測每模次的螺桿終了位置、最大射出壓力、保壓切換位置……等實時數據,提高製品的品質信賴性;如果在後段工程發生問題,也可以透過品質溯源管理,透過成型履歷來進行異常解析。

在訂單交期方面
  依據顧客的訂單分類,射出成型生產分為備貨型生產(Make to Stock, MTS)、訂貨型生產(Make to Order, MTO)、實時型生產(Just in Time, JIT)三種,以適應顧客對交貨期及庫存水準的要求;運用IoM射出機聯網,集中所有待生產的排程管理,拖拉式的介面操作,針對相同的製令、模具、或原料的排程,進行動態優化排序,減少換模及換料的頻率,縮短工時、降低成本、提高生產效率;並通過系統即時通知相關單位,確保原料、模具、設備、人員的事前準備就緒。

在生產成本方面
  設備綜合效率指標(Overall Equipment Effectiveness, OEE)是一個評量生產效率的指標,也是精益生產的效率指標,用來幫助管理者發現和減少損失,IoM射出機聯網定義行業內存在的九大損失,包含休假損失、計劃損失、換線損失、異常損失、等待損失、閒置損失、效率損失、啟動損失、缺陷損失。IoM射出機聯網幫助管理者掌握每個製令乃至於製品的生產成本,能夠準確告訴我們生產效率如何?在生產的哪些環節有多少損失,以及你可以進行哪些改善工作,找到影響生產效率的瓶頸,並進行改進和跟蹤,以達到提高生產效率的目的。

在人員績效方面
  為落實射出工廠的數位轉型,精進人員對數位化技術及工具的應用能力,發展清晰的技能評估機制,將技能的提升及運用,與績效考核和獎勵明確予以掛勾;也可以加入遊戲或競賽的元素,管理者能每天與人員產生溝通互動,每週有回饋討論機制,這樣不僅能充份掌握訓練的過程與反應,即時因應調整,確保大家的投入,以及延伸學習。這樣才能確保數位技能,更加廣佈到射出工廠,以利數位轉型的推動。

圖2:型創IoM射出機聯網在手機、平板、看板的示意圖

結語

  IoM射出成型網是射出工廠數位化轉型的基礎,與射出機聯網數據的有效運用,也就是說透過深度融合的全方位數據,以工業基理、大數據分析、人工智慧的數學模型,搭配管理機制,讓射出工廠得以隨時適切因應內外部的變動,永遠保持在當下的最優化,以此達到射出工廠數位優化,進而加速射出工廠的數位轉型。

圖3:型創公司及 ACMT 協會輔導設備聯網的歷年成果圖

文章來源:SMART Molding雜誌