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FCS用六大情境帶您直擊智慧生產核心

射出成型生產管理是具有組織計劃與監督調節的生產活動,傳統的射出成型生產管理是以手寫統計,容易衍生諸多風險與無法即時對策的問題,如:品質不穩定、生產效率差等,導致生產管理改善的效果無法彰顯。

富強鑫集團(FCS) PIM實驗室以智慧射出成型機控制器為主體,發展智慧製造工廠系統iMF 4.0 (intelligent ManuFactory 4.0),透過OPC-UA通訊協定收集必要的周邊設備與製程感測器資訊,使用乙太網路即時上傳製程數據至雲端,建置製造資源資料庫將其轉換為整理設備效率(OEE, overall equipment effectiveness)生產趨勢、生產異常自動統計、製程參數紀錄等報表,實踐工業4.0行動運算、分析與優化,以提升生產效率與降低生產浪費,下述情境將說明如何利用智慧製造解決傳統生產瓶頸。


圖/ iMF 4.0智慧製造工廠系統架構


情境1: 巡廠人員透過機台控制面板逐一巡視設備稼動與產能,設備稼動與產能無法有效統計,且生產管理耗時費工,無法集中資源解決生產問題。

解決方案: 生產執行看板彙整各產線產能狀態,設備OEE生產趨勢預警、異常停機與生產異常原因分類統計,巡廠人員透過生產執行看板的目視管理,可迅速且即時地針對生產問題給予暫時對策,以提升生產效率與降低不良品產生。

圖/ FCS創鑫智慧製造工廠之生產管理系統

情境2: 整體設備效率OEE是由設備稼動率、生產效率與生產良率所組成。傳統OEE依賴巡檢人員手寫紀錄生產作業數據,提交至生產管理單位(戰情室)後,經過分類統計的轉譯過程,方能擬定異常對策。作業數據收集容易遺漏或錯誤,且轉譯過程耗時費力,無法快速解析真因,致使生產效率低落與生產成本提高。

解決方案:iMF 4.0透過OPC-UA通訊功能模組,取得射出成型周邊設備與環境監控感測器資訊,並將此資訊自動上傳雲端系統,降低人工作業之遺漏與錯誤風險。

iMF 4.0 之OEE功能模組搭配OPC-UA通訊功能模組執行數據自動收集與統計分析,免去人工作業之謬誤;同時搭配生產執行管理功能模組以快速解析設備稼動率、生產效率與生產良率之異常真因,協助戰情室快速擬定對策。

iMF 4.0 之生產執行管理功能模組透過行動裝置快速點選回填停機原因與生產異常種類,上傳雲端紀錄、分類、產出統計報告,協助戰情室掌控線上稼動狀態與判別異常真因,達到走動管理與即時預防生產異常的目的。
 
圖/ iMF 4.0智慧製造工廠之系統概念

情境3: 外在環境、原料變異、設備老化等因素影響射出成型熔體在模穴裡的流動行為,致使成型能力產生偏移,監控機台成型過程的參數變化無法直接有效確保成型品的良窳。

解決方案: iMF 4.0提供品質與環境感測功能模組能直接而有效地監視熔體在模穴裡的流動行為,系統透過感測器的回饋,讓生產作業員能迅速發現製程能力偏移並即時回應執行對策。
情境4: 生產現場以機械手臂取出成型品以降低人力需求,然機械手臂無法即時鑑別成型品品質良窳,因此生產現場需額外增加人力執行機邊品檢,無法真正達到節省人力的目的。

解決方案: iMF 4.0之品質與環境感測功能模組可鑑別成型品質,並搭配機械手臂自動檢出疑似NG產品以減少生產人力投入成本。

情境5: 雖然iMF 4.0之品質與環境感測功能模組搭配製程能力監視功能模組能直接而有效回饋熔體在模穴裡的流動變異,但仍需靠作業人員依據分析結果進行機台設備的調控。

解決方案: iMF 4.0之熔體黏度抑制控制功能模組搭配品質與環境感測功能模組可根據回饋的熔體流動變異情況自行微調機台成型參數,以確保產品重量的一致性。

情境6: 多模穴模具常因模具加工、組裝精度或熔體的流變行為產生充填不平衡現象,生產作業人員需時時監控各穴的流動行為並手動調控各穴熱澆道溫度,以確保充填平衡,此作業需仰賴人工與資深人員之技術經驗。

解決方案: iMF 4.0之多模穴熔體流動控制功能模組搭配品質與環境感測功能模組可根據各模穴回饋之流動不平衡狀態,搭配熱澆道溫度自動調控使熔體流動達到均一。

 圖/ 邁向工業4.0步驟

iMF 4.0智慧製造工廠系統有別於一般遠端監控系統及傳統製造執行系統(MES),除監視與紀錄射出機成型作動參數(機台參數),更將視角延伸至成型製程參數(材料參數),強化成型參數監控的有效性。


圖/ 智慧製造工廠實景

此外,FCS針對射出場域規劃,以OT萃取場域的生產特徵,IT與OT串聯機台設備的訊息,將三者有效融合,並大量運用統計、變量分析與人工智慧(AI)執行數值的分類、解析,提升異常排除對策的擬定與執行的即時性,大幅度增加資料再利用的附加價值,簡化生產管理、降低管理人力成本,適合中小企業管理應用。

 
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