驱动未来工厂的iMF集成技术与思维— 教你用智慧领导制程与决策管理

■富强鑫

前言
工业4.0议题近年在全球不断发酵,各国均积极推动建 构智慧化制造、生产、销售系统,以快速反应或预测市 场需求,成为全球抢单竞争关键。工业4.0的价值是利 用物联网、传感技术跨领域系统集成多方技术资源,使 产业朝向高效率、高精度、高智慧化、客制化及整厂整 线输出的方向发展,改变以往单机贩售的商业模式,从 垂直集成(供应链)延伸到水平集成(周边设备、系统), 以模块化型式销售,加速「智机产业化」的发展。

工业物联网核心架构,由资讯系统(Information Technology, IT)、操作技术 (Operational Technology, OT)与通讯技术(Communication Technology, CT)进行 高度集成,如(图1)所示。工业4.0、物联网、大数据 与云端智能的产业需求,开启IT与OT两大领域的对话, 由OT技术领域的传感器获取数据,上传IT领域的云端 中心进行大数据分析,再加上机器与设备间的通讯技术 (CT)需求,未来将开发出各种创新应用的技术与服务。

图 1:工业务联网与工业 4.0 核心架构

在繁杂的射出成型OT技术领域制造状态,射出成型 智慧制造系统在3T的核心架构下如何运作:
(1)量测监视:量测什么,怎么量?
(2)数据收集:纪录什么,设备之间如何沟通?
(3)制程建模:怎么建模,用甚么方法建模?
(4)智慧决策:适应控制的演算法则、如何管理生产 降低浪费?

(1)量测监视使用适当的环境传感器监控影响生产品质的关键变数,提前预知制程偏移,避免不良品产生,降低生产成本。
(2)数据收集 传统数据人工手写纪录分析数据,进而拟定改善对策。现透过IT技术蒐集量测监视的数据,即时传输并 转换生产资讯动态与报告,才能把握资源调度空间, 探勘不易观察的隐性生产瓶颈。
(3)制程建模蒐集生产过程中监测的数据,萃取与品质相关的讯号 特征,借由特征比对,确认品质良率,达到虚拟量测 的效果,可线上即时诊断判別产品良窳,节省后端 SQC检验时间,防止不良品流出。
(4)智慧决策 经由传感器蒐集数据与制程模型比对鉴別出品质或生 产效益的差异,生产设备系统产生工艺变量调整的对 应决策;生产管理系统根据生产制程的统计报告进行 资源调度对应决策,实现数字化工厂管理。

图 2:iMF 4.0 智慧制造工厂管理系统

智慧制造解决方案-iMF 4.0 (intelligent ManuFactory 4.0)
射出成型的制程参数、环境变量及塑料变异,皆是影 响产品品质的重要关键,要达到稳定可预测的生产模 式,富强鑫(FCS)以在射出成型OT领域四十余年技 术智慧的结晶与积累,融合资讯科技(IT)与通讯科技 (CT),推出 iMF 4.0 智慧制造工厂系统 ( 图 2),该系 统朝四个主要层级发展「智慧机械」、「智慧周边」、 「智慧制造」及「智慧管理」。

(1)智慧机械 透过传感器的建置及监视并蒐集量产过程中制程参 数、环境变量及塑料变异,使设备依据产业领域知识 进而自诊断、自调整与自决策。
(2)智慧周边 将周边生产设备(模温机、冷冻机、烘料机、吸料 机、机器手臂等)采国际通用工业通讯协定,如: Modbus进行数据传输,集成至射出机控制系统集中 管理,实现射出机控制器监控画面即可监控各周边设 备的工作状态,提高作业与管理的效益。
(3)智慧制造 监视系统将传送讯息至周边设备或机械手臂,进行不 良品筛选作业,达到生产与 SQC(Statistical Quality Control)过程中的人工与材料的成本节省,增进效率。
除此之外,模穴品质讯号的差异,射出机台亦可自动 进行工艺变量的即时修正与补偿的调控,确保产品生 产过程品质的一致性,促进良率。
(4)智慧管理以生产周期时间(Cycle time)管理为发展基础,即时计算与显示整体设备效率 (Overall Equipment Effectiveness, OEE)讯息,并统计设备、生产等异常讯息,使生产管理者掌握即时生产状态,实践工业4.0 行动运算、分析与优化,以提升效率与降低浪费,并 可同步监看全球生产线的设备状态,达到异地生产管 理及快速决策的概念。

图 3:迈向工业 4.0 步骤

图 4:智慧制造工厂实景

「工欲善其事,必先利其器」,工业4.0即是“利器” 的途径之一,我们要先固本,将作业合理化及精简 化,再透过电脑化将人为经验转成智识,以自动化逐 步提升生产制造的方式与水準,并结合未来趋势,如: Sensor、Robot、AI、VR 等,达到智能化,掌握各阶 段的执行步骤,企业实践工业4.0的愿景指日可待。 欢迎莅临富强鑫近期展览,由我们助您寻求最佳射出 成型解决方案。

公司介绍
富强鑫精密工业股份有限公司(FCS)起源于1974年, 并於2004年以电机机械类上柜,拥有射出机、模具、 塑料、成型技术等各领域之专业团队,FCS以优越的 机台性能与品质在业界建立一流的口碑,并可针对各 式产业特性,提供差异化技术集成与咨询,替客户解 决生产制程中的困境。此外,更设有全球行销服务网, 在台湾有3个销售服务所,在中国大陆有超过30个 服务据点,在世界各地有40个专业代理商,能迅速 且有效地支援客户的需求。■

展览资讯 ◎台湾国际塑橡胶展(8/21-24):摊位号S1536 ◎台北模具展(8/21-24):摊位号S518 ◎德国K Show (10/16-23):摊位号12 B11

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