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新汉以华亚新厂示范智能工厂方案 九大功能模块串连IT与OT信息层

企业管理者从智能云端战情室可快速掌握生产在线各实时运行状态。廖家宜

工业4.0发展至今,对于部分制造业者而言,仍被视为一模糊且不切实际的想法。为了让制造业者实际走入智能工厂一探究竟,新汉透过林口华亚厂作为示范场域,将过去运用于内部的智能制造解决方案将之统一集成至自主开发的平台中,并打造智能云端战情室呈现完整智能工厂的组织架构。透过示范工厂的建置,盼有助于对工业4.0还存有疑虑与不确定性的制造业者,能够加深其对未来更明确的发展方向。

新汉在10月中正式启用位于林口华亚科技园区的新厂,但更特别之处在于该厂是新汉长久以来投入智能制造的「成绩单」。新汉推展工业4.0多年,过去便自主开发各种解决方案并已实际导入工厂内部验证,而此次则是藉由华亚厂做为示范场域,将各项解决方案集成至自主开发的智能云端战情室平台。透过实际应用于新汉SMT与DIP产线运行演示予制造业者,除了验证台厂在工业4.0的研发成果外,也助力制造业者能够加速导入走向智能化。

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新汉于华亚新厂导入自主开发的工业4.0整厂解决方案。图为新汉华亚厂内部的智能云端战情室。廖家宜

新汉营销暨公关处长沈亦中表示,智能工厂的极致必须从入料、备料、制造到出货等过程都可以无人化形式呈现,让工厂完全自主控制,不过要体现此类景况背后还必须集成整套系统,难度非常高,业界要完全达到工业4.0还有很长的路要走。

因此新汉采取的是阶段性的策略,透过这套由新汉自主研发的iAT2000整厂解决方案,以开放性架构PC/EtherCAT标准为基础,先协助制造业者将工厂内部可控制的环节妥善管理与运用,当工业4.0技术随之成熟,未来透过层层叠加的方式是较好的发展途径。

因此从智能云端战情室的架构来看,新汉想要传达给制造业者的概念其实并不复杂,简而言之就是将工厂内部的信息从IT到OT端进行全面集成,透过九大功能模块将信息可视化并呈现于战情室中,让业者「眼见为凭」,透过量化的数据进行决策与管理。

从IT端信息层来看,该整厂解决方案涵盖五大功能,包括制造信息的汇整如MES/ERP系统、从管理决策面向出发的会统4.0系统、厂务实时视讯系统、企业资安系统以及网络资产管理系统等,前两类系从企业营运的角度出发,而后三种则是基于厂务管理。至于OT端的信息层,则包括工厂设备监控、工厂产线监控、设备预知维护系统以及能源电力监控系统,显而易见的,此类信息层则与产线实际制造流程息息相关。

对于上位管理者而言,营运绩效是其最为关注的重点项目,象是以新汉集团为例,透过ERP系统中便可完整呈现各事业部门实时订单与销售信息变化,而在MES系统则可呈现产线实际生产信息,例如预计产量、目标产量以及实时产量等,进而得出实时、今日与本月的生产效率统计。

设备监控可说是物联网进入制造业发展至今已然最为人熟知的应用。设备本身即是工厂的基本财,也与工厂生产效益具有直接关联,是企业无法忽视的管理需求。新汉的整厂解决方案,便将设备监控应用分为外围设备如空压机、冰水主机等硬件资产,以新汉厂房为例,其就将该监控范围区分为办公室区、仓库区、系统区等进行整厂监控。

除了外围硬件设备之外,维持生产在线的生产设备正常运行更是企业的核心需求之一,而在产线监控的部分,则与设备稼动率息息相关。在系统可连接不同协定机台的状态下,新汉透过采集机台的运行状态与生产状态等信息,对整条产线的运行状态进行监测,已确保产能维持稳定。其中,新汉也针对产线机台的重要设备进行预知保养专家系统的建置,例如透过振动频谱分析马达轴承,便能针对设备异常发生进行预知侦测,有效避免生产设备因故损坏而影响产能。

而在全球倡导永续能源的趋势下,智能工厂的发展也逐渐朝向节能减碳为目标,势必会对工业自动化有著更高的要求。因此,提升能源效率并做好能源管理也成为企业未来的竞争方向。以此为出发点,新汉也在iAT2000解决方案中导入能源监控系统,以整厂电力节能方案为特点,采用各产线机台、空调或照明设备之电力回路进行监测,透过三个时段如尖峰、半尖峰以及离峰等时段分析用电状况并进行产线的最佳调配,甚至可进一步换算成用电度数或用电量费用等。

此外,智能工厂追求的不仅仅是效率,更要重视安全。随著工业自动化比例增高,工厂因为高度网络化的缘故更需要比一般办公需求更高的信息安全监控。针对工厂安全需求,在此九大功能模块中,新汉开发eSAF资安系统,采用多层次架构,将OT端保护层从SCADA/HMI延伸到最底层的系统控制,透过嵌入式监控系统将不易破解的安全芯片形成最后一道防线,保护从端到云的资料传输。

业者在安全监控平台中,可透过绿色显示为安全、黄灯显示为警示、红灯显示为危险等各等级区分,以直觉化的图象表示让管理者一眼就能看出问题所在并实时反应。此外,透过厂务实时视讯系统,则可在远程客户在遭遇问题时,让业者与客户实时进行多方沟通。沈亦中表示,能够达到「实时」的诉求对于制造业者来说至关重要,因为唯有在最短时间内修正问题,业者才能因应现如今越来越短的产品开发周期。

在工业4.0整厂解决方案中,新汉也与政大产学合作开发「工业4.0管理决策系统」,也就是会统4.0,其透过MES、ERP系统之数据量化分析,进一步可针对个别工单计算出实时生产成本,协助现场人员实时了解目前每张工单的成本状况,降低不必要的时间及成本投入,甚至进一步随时掌握每一项产品之成本,以了解标准与实际成本之差异,协助企业在生产与订单之间取得最大的效益平衡。

沈亦中表示,会统4.0系统目前的主轴在于大数据统计分析,但却是一打破过去壁垒分明的OT与IT信息层之集成平台。过去企业虽可从ERP系统跑报表,但却难以在第一时间取得底层生产端的实际相关信息,IT部门要捞最底层的OT生产信息,不只要想方设法将资料从生产设备中捞上来,还要将捞上来的数据转换为标准格式才能被有效利用。而会统4.0系统则是将过去企业常会「卡关」的问题先行解决,让OT信息能够迅速与ERP等系统串接,并实时运算分析,一旦有效掌握更多工厂信息,对于企业而言便能够在节奏越来越快的市场氛围中快速找出应对之法。

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