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产能提升 设备不再无预警停机 远东机械加速数码转型

远东机械的智能机械从2017年初开始规划,8月开始进厂动工,10月完成第一阶段的建置,研华与加云联网以各自专业所展开的无间合作,是系统在短短2个多月可以成功上线的重要因素。

成立70周年的远东机械,是台湾少数的综合性钢铁制造厂,资本额达22亿新台币,员工人数将近800人,除了企业本身的钢铁事业、工程事业与机械事业等部门外,旗下其它子企业还包括发得科技、启坤科技等,则负责各类工具机、高尔夫球杆与钢管、铬钼钢管等,其中远东以钢铁事业部为营业核心,16寸以上钢管占台湾市占率约80%,16寸以下钢管则有20%,远东机械近年来积极导入智能机械,透过与研华与加云联网合作,建构工业物联网平台,加速企业数码转型。

虽然营销向来低调,不过远东机械的钢铁质量在台湾业界相当知名,产品应用非常广泛,包括高雄世运体育馆、台中火力发电厂的码头结构、中油输油管与各政府的地下污水管等,都采用远东机械的钢管产品。不过也由于历史久远,无论是机台使用年龄或制造流程都已出现瓶颈,透过智能机械协助企业进行数码转型,以提升营运效益,成为远东机械永续经营的必要策略。

专业断层与现场数据不足 痛点如何解决?

目前远东机械面临了2大痛点,首先是经验传承不易,钢铁业属于传统产业,多数的专业知识与经验都掌握在资深技术人员手中,要口述传承并不容易,此外近年来台湾少子化严重,加上工厂环境不佳,年轻族群的就职意愿不高,更让专业知识有断层之虞。

第2个痛点是现场设备的数据实时性与真实性不足。钢铁业所应用的技术非常多元,不过整体来说多数制程所需参数相当固定,例如:高周波焊接或埋弧焊接(SAW)的电流、电压、马力输出,这些数据过去都必须透过资深员工调整,另外生产时的产量与质量,之前虽已有相关流程掌握,不过靠现场作业人员以人工方式填写于纸本报表,这种方式有两大缺点,首先是数据如果产生落差,往往已然发生,管理阶层往往只能从报表上得知,再做事后的检讨,其次是人工填写方式容易因各种原因产生疏漏,数据未能呈现真实状况。

为此远东机械找上研华与加云联网,希望可透过研华的WISE-PaaS的工业物联网软件产品与服务,协助解决这些痛点,而之所以选择研华,除研华有完整的产品线外,其专业的系统集成经验,更是让远东机械对研华的技术信心十足,因此也促成这次智能机械导入的合作契机。

远东机械打造的第一条智能制造产线为使用超过50年的钢管制程,由于历史久远,期间虽有陆续更新产线设备,还是没有现在完善的电控元件,只有标准配备的开关、继电器与数码表头,而远东机械希望可建置工业物联网架构,透过传感器撷取各端点的电压、电流与各种讯号值,并利用PLC的逻辑运算特色判断,并作为系统闸道器网上传送讯号,并以研华的WebAccess以及EdgeSense对相关数据初步归纳相关讯息,之后在进一步处理,架构出战情室平台,目前此系统已然完成上线使用,透过战情室平台,远东机械可实时掌握此一产线在制造现场的设备状态。

在建置过程中,负责系统导入的加云联网遇到两大问题,包括传感器与通讯设备的架设。现在传统制造业导入工业物联网,最常遇到的问题是旧机台无法撷取数据,远东机械也有相同问题。正如前面提到,远东机械此一产线的制管机年龄已有50年,设备的电控只有on/off功能,故障讯号回馈设计缺乏,因此功能必须分阶段导入。

钢管制程包括了展卷机、成型机、切断机、整圆机与修端机等机台,其中进阶开关是装在展卷机上,开始整体制程的启动,钢卷在成型阶段与之后的高周波焊接阶段,加装传感器侦测设备有无故障与DC马达的电流、电压等数据,最后的修端机的传感器则可统计当天制程的钢管产生数量。

至于通讯布建则是整个导入过程中,耗费最多时间与精力的部分。就传输质量来看,有线传输是最稳定的技术,不过有线通讯不但要配合制造现场的设备布线,分属不同建物的厂房与管理室,还要开凿地面埋设线路,工程必须大费周章,因此后来改选无线通讯产品。然而无线通讯也有需要克服的困难,由于钢铁厂房的均为重机械,大型马达会产生电磁波。

此外现场大量的金属也会让无线电波反射,这些环境因素都会对无线通讯产生干扰,负责建置系统的加云联网在2个月内尝试过市面上各大厂牌的产品,仍无法解决问题,后来请研华团队前来协助,透过其完整量测机制与多年经验,在2周内完成布建,现在产线已可不受干扰的稳定传输讯号,让远东机械的后端IT部门汇整前端资料,进行各种分析。

研华与加云联网携手 落实传产智能化愿景

远东机械的智能机械从2017年初开始规划,8月开始进厂动工,10月完成第一阶段的建置,研华与加云联网以各自专业所展开的无间合作,是系统在短短2个多月可以成功上线的重要因素。研华过去在工业领域已有丰富经验,软硬件产品线也相当齐全,这次在产线设备采用了研华的产品边缘制能服务器(EIS-D110)、Wi-Fi无线通讯模块(EKI-6332GN)、WebAccess/SCADA图控软件与WISE-PaaS物联网云平台等软硬件产品,此外战情室平台上的WISE-PaaS/Dashboard仪表板可视化信息显示配置,也是研华提供建议设计完成。

加云联网则是与研华密切合作的系统集成伙伴,在台湾已有丰富的制造业系统经验,双方联手为远东机械打造出智能机械系统。

导入此一智能化系统后,远东机械让制造现场的设备信息可视化,管理部门可从远程掌握现场的运行状态,设备保养部门也可由此得知设备的各种数值,尤其DC马达是产线的重要动能来源,一旦故障将造成整条产线停摆,透过感测网络的数据显示,在马达劣化前先行预防保养,此作法一来可减少保养备品的数量,降低存货成本,二来可稳定产能、提升产线稼动率,让产线效率最佳化。

在导入前,远东机械此一产线的每月产能稳定在2,000~2,500吨之间浮动,导入后则为3,000吨,产能不但增加了33%,而且更为稳定,可预期的稳定产能有也助于业务单位在与客户洽谈订单时的交货期承诺,且质量也相对稳定,对业绩提升更有帮助。

相较于其它常见的制造业,钢铁制造不但属于传统产业,而且也相对较冷门,因此合适的IT系统非常有限,智能制造系统需要有相当高的客制化设计,透过研华与加云联网的协助,远东机械的第1阶段智能机械系统已成功上线,第2阶段也将开始启动,接下来预计将增加传感器的布建范围,同时强化设备数据的分析能力,让企业完成真正的数码转型。