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练就智动化功力 制造业者逆中求胜

练就智动化功力 制造业者逆中求胜

毋庸置疑,现今对于全球制造产业而言,无疑是多空情势扑朔迷离的时期,一来系因COVID-19(新冠肺炎)疫情如歹戏拖棚、至今仍未停歇,使得全世界供应链依然动荡,二来则因乌俄战事引爆通膨,让制造业陷入景气下滑窘境。

历经近年来全球政经形势变化之冲击,迫使愈来愈多制造业者决意走出舒适圈,希冀加速导入智能自动化与数码转型,以期建立基于AI大数据分析的高品质决策机制,好让自己洞烛机先,即便乱局将至也能采取正确应变措施,维持生产效率、品管于不坠。为此DIGITIMES悉心筹划「2022年智能工厂论坛」,日前于兼具高科技及传统制造聚落的台南,举办「智能升级、智造未来」夏季场活动。

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成功大学制造信息与系统研究所助理教授王宏锴,以「最佳化生产排程」为题,分享智能工厂应用案例。他采用多母体基因演算法解决半导体排程问题。DIGITIMES

锐泰精密工具于2021年起推动a.c.e.Solution。产品部经理黄瑞庆表示,a.c.e.相关作业,重构制品、品质、设备、仓储管理,开发手动排程工具以改善生产计划与现场实际投产间的差异。DIGITIMES

英特蒙的KINGSTAR是最开放、最经济、最弹性的软件自动化平台,用一台电脑即可整合控制机器人、工具机及AOI检测机。DIGITIMES

研杰科技与PTC合力推广的DPM数码绩效管理方案,可协助用户快速找到问题且实时改善,进而提升OEE与生产效率。DIGITIMES

谁说5G是手机的专利?仁宝集团的皇锋通讯,展示5G MiFi、5G Dongle、5G-NR Sub 6 Router等适用5G专网工业应用情境的多元产品。DIGITIMES

阿里云携手海尔云端,共同展示随选云服务、不间断直播平台、网络攻击防御、全球网络加速等数码转型方案。DIGITIMES

盖亚成立仅7年,但兼具云加速、云计算、云防御一站式服务能量,且藉由24/7双语在线客服,随时闪电响应客户需求。DIGITIMES

台塑网提供FPG智能监控系统,标榜可从能耗管理切入、达成净零碳排目标,帮助企业有效提升节能力和永续力。DIGITIMES

隶属桦汉集团的超恩(Vecow),透过VHub一站式服务平台,推出机器视觉、EMS、AMR开发等Edge AI方案,加速实现智能工厂。DIGITIMES

勤逢实业为「明纬电源方案的专家」,可协助销售逾万种高CP值标准品机型,帮助用户快速实践各项智能厂区应用。DIGITIMES

洛克威尔提出Rockii全新方法,引领企业实践标准化、模块化/可规模化、能源管理策略及合规性,开创永续数码生产力。DIGITIMES

利用数学演算法,求解半导体最佳生产排程

成功大学制造信息与系统研究所助理教授王宏锴,以「最佳化生产排程」为核心,分享智能工厂应用案例。

其中最引人入胜者,便是运用多母体基因演算法解决半导体排程问题。他指出,基因演算法依序涵盖编码、交配、突变、解码与评估、选择等五大步骤;在反覆的时代中,利用交配与突变产生不同的可行解,最终求得最佳目标值。

深究半导体排程问题之复杂,难在须将大批货安排至众多机台生产,但碍于并非每批货都能由所有机台加工,徒增进机顺序排定的困难;更棘手的是产在线有「等待时间」限制,若无法在5分钟内进机、该批货就会遭到报废。

为此王宏锴所属研究团队考量每批货加权完工时间、超过等待时间限制的总时间等主要目标式,再盱衡生产在线的实际限制式(包括最大等待时间限制、机台状态、相同工件在不同机台的加工时间互异、各工件的前置时间与各工件到达时间),尝试以LINGO求解MINLP模型,并以C++程序求解HGA,再比较LINGO和GA的效果;证实当问题规模大于15个工件数与3个机台时,LINGO无法于一天内求解完毕,但GA仅需1秒即可求得满意解。

王宏锴说,前述研究是基于单站点的扩散区制程,未来规划扩展至半导体产线的其他区域,甚至考量到诸如炉管和蚀刻制程等批量生产排程问题。

打造永续数码生产力,建构差异性利基

台湾洛克威尔(Rockwell)智能制造应用开发顾问Ming Lin指出,制造业正面临成本上升、利润下降的压力,数码转型势在必行;尤其随着ESG议题重要度攀升,转型成败更成为能否搭上领头供应链列车的关键。

「所谓数码转型,绝不只是设备联网蒐集数据,」Ming Lin说,企业唯有打造永续数码生产力,才能做出差异性。永续数码生产力的养成,主要奠基「标准化」、「人才赋能,专注专业」、「无纸化」、「安全有效率的工作环境」、「能源管理策略及合规性」及「模块化 / 可规模化」。

为此Rockwell推出Rockii方法论,让企业借助从OT到IT的Low Code / No Code数据整合界面,透过AI/ML结合专业知识赋能分析,得以管理能源数据、梳理碳足迹,加速解决生产及营运痛点。

凭藉优质电源产品,支撑智能厂区应用

勤逢实业公司明纬PM黄浚峪表示,明纬是全球少数主攻标准品电源供应器的制造商,标准品机型逾万种,有助客户快速取用高性价比电源,满足各式智能工厂应用。

黄浚峪介绍一系列适用于智能厂区的明纬电源产品,包含用于AGV的逆变器,用于机械手臂的交换式电源供应器,用于烧机系统、雷射制程的系统电源方案,用于消防照明紧急疏散、停车场栅栏、环保排烟、天然气监测、有害气体监测、温湿度监测的机壳型电源。

至于明纬充电器产品,具超宽压自动侦压充电的独创专利技术,且内建CANBus通讯界面,则适用于移动式起重机、自主移动机器人、工业级吸尘器等应用情境。

巩固网安防线,扞卫智能工厂云端应用

盖亚信息资深业务经理徐琬婷指出,盖亚是云端网安专家,亦是台湾唯一通过CNCF认证的Kubernetes(K8s)与混合云服务商与讲师,可提供运算、加速及防御等一站式云端整合顾问服务。

综观盖亚针对K8s、CI/CD提供的服务可谓齐全,像是基于专案管理、版本控制需求的GitLab;扫描开源码漏洞的Synk;实现部署自动化的Terraform;防范外部入侵与DDoS攻击的Imperva等。

全景软件业务处副总经理陈俊良,也站台阐述全景的智能工厂网安方案。其中身份认证部分涵盖多因子认证、FIDO移动快速认证等重点方案。电子文件部分包含具在线签署功能的电子签名系统,适用于流程繁杂情境的电子证明文件系统。供应链安全方面则有签章加密系统、电子识别证、安全联网电脑。

借助AI视觉,精准追踪生产履历

阿里云智能国际产品解决方案架构师Rick Lin认为,AI不仅协助工厂解决Routine事务,还可带来更大效益;例如组装工厂可利用AI视觉检测技术,识别现场组装行为是否合乎既定SOP。

阿里云隶属阿里巴巴集团,长年吸取不同业态经验,辅以集团内达摩院的AI研究资源,故成为最能协助工厂迈向智能化的公有云平台。以视觉技术而论,阿里云擅于一步步引导用户凭藉少许样本(100~200张照片),快速训练出逾九成准确率的模型,从而支持工厂巡检识别、钢管复检、金属加工表面缺陷检测、锂电池盖板缺陷检测、PCB表面缺陷检测等应用场景。

企业更可进一步利用阿里云的数据中台、智能决策中心、工业互联网平台等解决方案,迅速强化数据处理核心,建置完善的生产履历。

藉由5G装置,加速智能应用与线上协作

皇锋通讯销售总监陈柏州说,现今大家熟悉的5G终端设备仅手机或NB,其实已有适用于工厂或巡检用途的5G装置。

由皇锋代理的APAL自有品牌,已供应数款5G产品。例如采用高通X55芯片的5G MiFi,可转出Wi-Fi信号,同时为最多30台设备提供联网服务,其带有彩色触控屏幕,供口令输入、设定管理之用。其次是全球首款跨装置的5G移动网卡,具随插即用、免设定、方便连线等优势,且拥有独家散热技术及智能风扇。

工厂设备以前靠Wi-Fi联网,现在若已建置5G专网,带宽变大、延迟变低,再配合机器人或AGV连接5G Dongle,可望实现更精密的排程或动作设计。另可搭配内建智能系统的穿戴装置,实时协助操作者排除问题,并验证和纪录解决过程,以降低错误率。

以智能监控为基底,落实企业减碳路径

台塑网科技CIM事业群智能服务处专案顾问李建霖说,要做数码转型,须从数码化、数据化起步,为后续品质预测、实时战情看板打好基础,接着才有依据实施控制,实现制程优化。

尽管坊间有不少仪表板方案,但台塑网可提供独特的三位一体战情看板,上层为企业总部看板,可宏观检视全集团所有厂区现状。中间为生产厂战情看板,呈现单一厂区的设备、产量、良率等状况。底层为生产 / 保养课的看板,呈现更细部的信息。

台塑网智能监控系统,涵盖设备管理、生产管理、预测管理及能耗管理四大面向。其中能耗管理以ISO 50001为版型设计基础,内含能源管理、碳排管理等重要模块,旨在协助企业落实减碳路径与方案、达成净零排放,迎合ESG浪潮。

善用软件控制器,轻松推动各种工业应用

美商英特蒙(IntervalZero)台湾分公司亚太区业务与行销副总裁洪育浩说,基本上每台设备皆有控制器,但英特蒙改变这个惯性,让每台设备变成一支程序,意即只要用一台电脑,即可精准管控多项设备功能。

洪育浩指出,全球许多大厂都依赖英特蒙的RTX64实时操作系统,只因它可在Windows电脑上执行,但即使Windows OS当机、RTX64仍继续运行,且具有百万分之一秒的精准度。

KINGSTAR是基于RTX64的软件自动化平台,亦是最自由、最经济、最弹性的智能控制平台,用户只要利用标准工业电脑,便可同步执行运动控制、机器视觉、Soft PLC等众多功能,使它们像是即插即用的App;且用户无需懂EtherCAT,不必做设定,就能轻松启用这些App、满足IIoT应用需求,且省下30~60%硬件成本。

藉由一站式平台,加速开发Edge AI应用

超恩(Vecow)台湾区客户经理范斯闵指出,Vecow于2018年加入桦汉集团,被赋予AI影像、EV / 自驾车等新定位,顺势催生VHub平台,期盼藉由灵活的软硬整合利基,协助企业解决Edge AI开发痛点。

VHub系列方案包含三大主轴。首先是机器视觉应用开发,一来利用内建逾200个预装模型的AI Developer,协助企业快速执行PoC或小规模应用,二来透过AI Developer Premium方案,让用户加速完成影像标记、模型训练、逻辑设定与验证等历程,完成应用的导入。

其次为容易安装、快速导入的EMS能源管理方案,搭配非侵入安装的无线钩表,完整收集耗能设备的用电情况,以利执行管控。再来是ROS Premium企业级AMR开发套件与平台,藉由一站式开发流程,让企业快速开发、顺利部署及轻松运行AMR。

导入DPM新观念,促使OEE有效攀升

研杰科技总经理张振忠说,研杰于2021年成为PTC销售与技术夥伴,期望运用PTC的Kepwre、ThingWorx、DPM等方案,帮助制造业实现数码转型的第一里路到最后一里路。

Kepware为OT机器联网平台,挟着庞大的设备连接数与数据处理量,可担任OT与IT的单一沟通窗口。ThingWorx为物联网应用软件平台,可整合多种系统、数据与多种加值应用,让企业数码转型之路更顺畅。

DPM为PTC与麦肯锡合力研发的数码化实时生产绩效管理系统。对此PTC台湾IoT技术顾问吕家怀说明,OEE对制造业影响至钜,OEE越高、资本回报率越高,但碍于一些盲点与假象,导致企业难以追求真实OEE;。此时可借助DPM时间损失管理概念,从设备可用时间范围里找出问题点,从而改善生产节拍并突破瓶颈,提振生产效率。

锐泰得力于a.c.e.Solution,生产力大跃进

锐泰精密工具产品部经理黄瑞庆表示,锐鼎科技隶属锐泰集团,原为IT部门,负责推动锐泰的自动化与数码化,2013年成为独立公司,致力系统整合、软件开发方向,并于2021年起推动a.c.e.Solution。

为优化既有系统模块、并提升跨系统整合度,锐鼎开启a.c.e.相关作业,以正确、方便、简单为初衷,重构WIP在制品管理、QMS品质管理、EMS设备管理、WMS仓储管理,且同步开发MST手动排程工具,以改善生产计划与现场实际投产之间的差异。

a.c.e.透过内部核心的运作,调度各项模块之间的管理性数据。其中各项模块既可独立运作、亦可整合串接,达成1+1>2效果;另可透过API或数据库方式整合ERP等第三方系统,以获取必要信息。导入a.c.e.后,锐泰的稼动率提升25%,准时达交率提升50%,异常处理成本下降32%,并可随时掌握实时的生产信息、机台状况,可谓成效卓着。

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