台塑网诉诸MES系统 循序落实工厂e化与智能制造

台塑网科技专案顾问王圣中

在德国于2012年提出「工业4.0」概念后，一时之间，使得虚实整合、物联网、大数据蔚为制造业界显学，驱使业者群起追逐智能工厂目标；而在台湾制造业界极具指标性的台塑集团，其透过生产E化、管理功能架构精进，循序迈向智能工厂管理的历程，着实深具参考价值。

一路伴随台塑集团走过自动化、CIM化、云端化等发展路途的台塑网科技，由旗下CIM事业群MES处的王圣中、郭沛恩等两位专案顾问，共同阐述个中发展经验。

王圣中指出，工业4.0核心技术是「虚实整合系统(CPS)」，透过人与机器的交互连结与物理世界互动；其次要素则是「人」，强调工业4.0并非意在创造无人工厂，而是让从业人员由单纯的生产操作者，晋升为控制者与管理者；最后关键要素则是「智能工厂」，促使工厂及企业管理流程形成网络化，避免不必要浪费，且降低存货及缩短定制化产品交货时间。

CPS负责整合ICT相关技术，堪称智能工厂「总指挥」，整合之主要标的含括物联网、大数据应用。奠基于CPS的智能工厂，具备五大情境特徵，包括自主调整产能配置、自主调整上下游配送、优化资源与能源配置、辅助人员完成制造，及可追踪生产进度与履历。

王圣中说明，论及智能工厂应用领域，也涵盖五大方向，包括大数据与云端运算、虚拟工厂设计与自动化系统整合、物联网装置与系统、智能装置与系统，及机器人与机器手臂。

王圣中：迈向智能化，从解决工厂日常问题做起

综观台塑集团生产e化演进与管理功能架构(符合ISA-95 Levels国际规范)，与智能工厂演进脉络高度契合。王圣中表示，回顾台塑集团制造e化发展，现已进入从「自动化？机械化」跃进「云端化？CIM化」的关键转捩点，重点在于建构并强化由SCADA、PLC与DCS组成的「Cell Control」架构，由LIMS、SPC、SQC与设备监控组成的「MES/TIMS」架构，以及负责设备资产管理的「EAM」架构，同时一并搭配AMS、工安监控等机制，构筑强而有力的「智能监控」架构。

但无论是Cell Control、MES/TIMS或智能监控，其实都不是台塑集团生产e化的终点站，展望今后，将继续朝向「智能工厂管理」目标挺进。藉由此发展路径图，可归纳出制造智能化道路的关键三部曲，由前至后依序是自动化、信息化？虚拟化、智能化。

王圣中建议，企业踏出迈向智能化的第一步，宜从解决工厂日常面临的问题出发，针对工厂现场常见的问题，例如厂长关切的「当天的产量多少？品质如何？」、制程管理关切的「机台生产参数为何？设备稼动率？」、设备维护关切的「设备维护记录？故障原因？」…等等，乃至包括无法立即掌握现场状况、不同部门提出不同数据且各执一词、重工制品的进度及流程…等等种种疑难杂症，找出解决之道。

值此时刻，企业需要引进具备几项特性的方案，首先是支持设备连线、大量数据搜集的生产自动化，其次是缩短生产周期时间，再者分别是提升产品良率、减少人为输入数据错误，及提供实时生产信息；由此看来，制造执行系统(MES)无疑是首选系统。

郭沛恩：MES是推动工厂智能化的第一步

另一专案顾问郭沛恩，呼应上述观点指出，藉由MES妥善推动作业管制系统应用，着实可谓迈向工厂智能化的第一步。

他认为，迈向智能工厂首重「数据管理」，因此制造业现阶段应该关心的事项，不外是随时检视可利用的数据、如何取得数据、如何有效的使用数据，乃至透过创新、变革，让ICT工具为我所用，终至实现「数据服务我、我服务客户」远大愿景。

而不管谈到MES或数据管理，都已在台塑集团现场具体实现。案例之一为「仓储及进料检验管理」，过去一般工厂常见情况是，供应商以纸本送货单进行交货，接着仓管人员清点物料品项、数量后，以电话通知品保人员查验，此后品保人员携带纸本的IQC检验标准、图纸记录IQC数据，并将重要品检数据额外收录至Excel以便执行统计，最后仓管人员依IQC结果，将合格数量进行入库，并将合格数量手动输入到ERP过帐，然而这些步骤程序，不乏低效率、易出错等盲点。

如今面对供应交货，改以PDA扫描条码收料，后续结合PC工作站检验数据加载，已大幅降低人工手动输入的必要性。

案例之二是「ERP整合及在制品管理(WIP)」，其间高度仰赖MES与各系统信息流的整合串联，借此达到高效的系统间双向整合，同时避免相同数据在不同系统维护多次的烦恼。假设MES所管制的作业流程，依序是生产批次建立、加工站1、加工站2、加工站N、质量检验、成品库存、出货，当中所有环节，MES将分别与不同异质系统产生连动。

在生产批次建立阶段，需倚靠ERP下发工单、订单与BOM表，并串联物料仓库；在各个加工站阶段，一方面需透过物联网技术整合机台设备信息，二方面需将生产加工信息、扣料明细回传至ERP；在质量检验阶段，需结合SPC系统；在成品库存与出货阶段，两者都需要串联成品仓库，也都需要与ERP保持互动，包括回传良品库存信息，及接收由ERP所下达的出货命令，后续再将出货结果回传予ERP。