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化繁为简的制造业转型与E化流程管理

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嘉航科技股份有限公司 工程技术副总经理 陈威宏
嘉航科技股份有限公司 工程技术副总经理 陈威宏

嘉航科技(Jet Soft)工程技术副总经理陈威宏指出,当前制造业正面临到因应市场压力下必然的转变:要更快速提升产能、更短的开发周期和实时上市时间(time-to-market),产品的多变性和复杂性增加管理成本,需针对全球化的供应链做好管理,提高企业营运效率,以合理成本实现量产品品质一次到位。

据Abeerdeen Group针对制造业调查,63%认为开发时程缩的更短,35%认为市场对产品品质与信赖度要求更高,32%认为产品原材成本提高,26%认为制造预算缩减,19%认为是迈向全球化的供应链管理挑战。

而当前制造业现实上所面临痛苦点,在于因应全球化供应链,产品设计、制造与生产团队分散于世界各地,难找出可重新使用的成熟制造技术,如何提供准确制造信息与量产时程,以纸本为主的流程管理与手动化程序,与传统设备系统无法衔接。这些因素导致制造业欠缺效率、成本偏高、延迟与错误。

陈威宏点出嘉航的愿景,就是帮助客户改善产品开发流程,包括该产品所需的制造流程和工具开发,以最佳化、平行化方式去执行制造业务流程,制造流程管理(Mfg Process Management;MPM)与数码化制造(Digital Mfg)不仅有效,也是完整企业级PLM战略的一个组成部分。

从零件制造、最终产品组装与进行检查的整个制造过程,工厂工程师负责将设计料件清单(eBOM)、3D CAD模型图、生产资源、制造标准与内部供应链信息,转换并设计出所需零件、组装流程计划、制造料件清单(mBOM),设计相关工具与配置机台,估计生产时间与成本,以及工作指导书。

若以工程变更为综轴,进行阶段为横轴,从概念设计、系统设计到后期量产阶段,会有一大一小双峰的设计成本曲线;从MPM、量产工具设计/制造阶段到后期量产阶段,又有另一个一大一小双峰的制造成本曲线,制造业最佳策略就是把制造阶段在细部设计时就往前拉,使设计与制造成本的两个高峰点拉近重叠、扣抵,如此可减少量产阶段时,制造方法╱流程的局限性与制造成本。

制造业从前端结合企业PLM,建立量产工具的关联性,自动化NC流程、整合入企业系统,工程变更到制造变更的电子化管理、整合制造数据管理,建立从eBOM到mBOM的关联性,布署数码流程计划、动态产生制造文件,IP智财安全维护并符合分散式协同开发。

陈威宏说明两个改善实际案例。首先由于设计端与制造端的观点不同,工程料件清单(eBOM)不等于制造料件清单(mBOM),为了缩减开发时程,工厂不能坐等到eBOM齐备才进行mBOM的转换作业;万一不符合的mBOM推出,会制造出大量废料、重工与交货延迟。

若以同一套PLM系统,从前端工程师设计出eBOM时,就能与制造端并同步转换出实际可行的mBOM,提供工厂选择其它替代料,建构双向可追踪机制,协助工厂端做控管,分析和解决物料清单不符。效益在于可确保其一致性,并改良生产计划。

传统NC规划师的工作时间,常因设计延误与被要求提早投产而被挤压,同时又有图表数据转换、建立流程模型、提供制造文件等琐碎性工作。设计师难以看到实际制造的局限性,也较难找到验证且可反覆使用的制造工序。万一NC数控加工数据、流程建立完毕时,前端又出现设计变更,就会拖延到量产时程。

自动化NC数控加工流程,就是将过去验证过的NC流程与制造数据,嵌入前端设计的关联特徵库,设计图一出来就能自动建议NC刀具路径、流程模型、工作指导等制造信息,经重组、落实和优化后,自动产生可实际制造的NC程序。不仅NC加工程序时间减少,集中心力处理特殊NC的加工节点,提高可制造性和降低成本。

陈威宏列出制造业的自动化位阶,第一阶(Level 1)制造工程师接收设计师2D图样,以非关联性工具如手工转换BOM表、制程计划与工作指导,制程数据分储于许多地点且以纸本为主。第二阶(Level 2)工厂建立NC模板化数据库,从前端设计3D图样时可加速产生NC刀具路径与量产工具,后端制造数据非正式与有限化的管理,采手动方式输入数据。

第三阶段(Level 3)透过PLM从产品开发阶段同时生成制程数据╱流程,设计变更由工程端与制造端集中管控,并与其他企业系统做自动化整合。第四阶段(Level 4),数码化制造数据能延伸、拓展到各供应链,在限制设计与制造流程进行标准化与持续改善,将涉及的供应链做最佳化闭环(Closed loop)处理。制造业可自我检视的自动化位阶,并设定流程改善项目、投入成本与优先顺序来依序提升。