兆詠科技─機台全盤健檢 找出工廠升級關鍵

【文/陳怡如 圖片提供/兆詠科技】

當2020年新冠疫情悄然來臨時,誰也沒料到它將在世界掀起震撼衝擊。隨著疫情攀向高峰,各國開始鎖國封城,缺工缺料危機浮現,百業蕭條、生產停擺;再加上卡船事件海陸空運輸大亂,貨物堆積機場碼頭,過往習以為常的長鏈瞬間斷鏈,「幾十年來Just in time的管理模式已成過去式,取而代之的是Just in case。」兆詠科技總經理林志雄說。

以前Just in time講求零庫存,透過和供應商緊密配合,在正確的時間,讓剛剛好的物料,流動到正確的地方,生產即刻所需的產品;現在Just in case則是要有多元備案,不僅要有更多資金準備庫存,還要有更多元的進貨管道,無法再將貨源全都壓在同1個供應商身上,海外設廠的製造業,甚至必須考慮轉移生產基地避開風險。

「疫情造成大家必須要很快適應和轉換。」在不斷震盪的調節過程中,製造業從以往的長鏈到斷鏈再到短鏈,在任何情況下均可出貨的「韌性製造」,成為疫情時代的必需能耐。

雖然這場百年大疫造成企業挑戰不斷,但林志雄同樣也看到新的契機,「也就是轉彎處超車!」他以2008年金融海嘯為借鏡,當海嘯大浪襲來,企業紛紛開始思考升級轉型,但改革還未到位,2010年景氣一下又快速復甦,反而暫緩產業升級腳步,「那次因為恢復得太快,很多學者也認為台灣當時錯失了1個機會,反而被中國超車,但現在又是1次新的彎道超車機會。」

從自動化走向智動化

過去關於企業自動化的討論上,國際自動化協會(International Society of Automation, ISA)曾在1995年提出ISA-95標準,以5層架構說明企業與控制系統整合。最底端的1到3層屬於操作技術層(OT),包括第1層的設備、感測與控制;第2層的可編可程式化的編輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC);第3層的數據採集與監控系統(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)。頂端的4到5層屬於資訊技術層(IT),包括:第4層的製造執行系統(Manufacturing Execution System, MES);第5層的企業資源規劃(Enterprise Resource Planning, ERP)。

但林志雄指出,從3.0的自動化(Automation)轉向4.0的智動化(Smart Manufacture) 時,透過部署新的工業物聯網(IIoT),OT與IT逐漸融合,過往的5層結構也變成3層,只要透過第1層的感測器,就能直接連結SCADA,最後上雲端。

他認為在這過程中有3大關鍵,首先是建立通信協定IO-Link,這是1個開放的標準串列通信協議,在支援IO-Link的架構下,可以讓感測器與主站設備做雙向數據交換。第二是預測性維護,讓操作者能夠根據機器本身的即時數據,更準確地預測機器何時需要維護,對智慧工廠至關重要。第三是機械防護,保護機器能安全、順暢的運行,避免計畫外的停機。

3大指標,OEE評估設備效率

想要邁向智慧製造,掌握機台狀況是關鍵,透過盤點、分析數據,進而找出工廠升級的關鍵。林志雄提出國際對於評估整體設備效率的重要概念─OEE(Overall Equipment Effectiveness)指數,這是1個獨立的測量工具,可綜合評量設備實際表現的生產能力,其計算結果是通用的,甚至可以比較不同行業,「人的表現看KPI,機器就看OEE。」林志雄說。

評估OEE時有3個指標,一是可用率(Availability), 指在總計畫的工作時間中,機台實際操作時間的佔比。這可看出停工所帶來的損失,包括設備故障、原料短缺以及生產方法改變等。二是表現性(Performance),計算在操作時間中的總產量,可看出生產效率。這是用來評價生產速度上的損失,包括任何導致生產不能以最大速度運行的因素。三是質量(Quality),也就是在總產量中良品的佔比,反應生產品質狀況。

OEE評估宛如機台的全盤健檢,專精代理歐美自動控制產品的兆詠科技,透過機台上的軟硬整合方案,長年輔導客戶進行OEE評估,「Big data不是問題,My data才是重點。透過OEE評估後,把機台表現全都數據化,有了數據分析後才知道要怎麼走下一步。」

林志雄以客戶永順利食品機械為例,專門製造豆漿和豆腐機械設備的永順利,過去在一貫化的作業流程中,殺菌機、煮豆機、豆渣分離機都是獨立運行,無法做整體評估,經由串聯採集、用OEE評估後發現,黃豆在第一關的殺菌很快,但烹煮黃豆卻需要時間,導致黃豆殺菌完成以後,全都堆在前頭。

想要提昇效率,就要讓後面機器能跟上前面機器的處理速度,深究發現,實際上最好的配置是2台殺菌機、3台煮豆機和1台豆渣分離機,工廠只要多花一點預算,就能獲得最高的投資報酬率。有了數據撐腰,永順利就能說服客戶購入更多機器,而客戶也因此獲得產能提昇,創造雙贏。林志雄透露,泰國把工業4.0稱作「Robot 4.0」,凸顯出Robot的萬能性,「但其實Robot不是萬能,很多東西透過一些手段就能進行產能提昇,這就是OEE的意義。」

團隊合作,帶動產業升級

多年來,林志雄在產業奔走推動智慧製造概念,2016年聽聞中國生產力中心副總經理張建斐所言:「我想建立1個產業交流平台!」與他的想法不謀而合,因而開始與中國生產力中心有深入合作。從一開始的技術交流、建立Show room,到現在加入APO智慧製造生態系,「過去是經驗分享,現在是團隊合作,未來則是帶動產業升級。」

林志雄借用工業自動化中感測器通訊協定ASI的字首,濃縮成3字心法,也就是Information、Application、Solution。代理商的任務,就是必須把國外最新的產品訊息和發展趨勢帶回國內,找出應用情境,最後提出1個解決方案,「很多東西不該單向思考,而是必須理解客戶需要的是什麼,我們所能提供的要比客戶想像的多更多;即使他現在用不到,也必須告訴他國外已經發展到哪裡。」

他認為,數位轉型是必然,但每個工廠和企業的背景條件都大不相同,需要有經驗的團隊甚至跨領域的合作,才能協助台灣產業升級。如同在APO的生態系裡,每位夥伴各有專攻,透過團隊合作可以提供最佳及合適的解決方案,又不至於讓企業過度投資,就像德國有間玻璃工廠,大手筆投資100多億歐元,卻無法回收,最後從「關燈工廠」變成「觀光工廠」,「所以關鍵是我們如何對應百工百業的需求,提出最適合他的解決方案,在合理投資下,達到最大效益。」

台灣中小企業眾多,以前要推廣這個概念,單打獨鬥很辛苦,林志雄希望透過生態系的力量,讓更多企業認知數位轉型是重要概念,這樣才有助台灣邁向智慧製造的未來,「多1個人加入是好事,這樣產業才起得來。就像小吃一條街,如果永康街只有芒果冰會熱鬧嗎?不會!一定要有產業聚落才行,台灣最強的就是產業聚落。」

他認為,未來在智慧製造上仍有許多彎道超車的絕佳機會,在淨零碳排風潮下,從CSR到ESG再到永續發展,又是一波轉型契機;甚至近來發展火熱的元宇宙趨勢,又進一步引領智慧製造的發展,只要戴上VR眼鏡,就能遠端調機,未來智慧製造還有更多想像不到的嶄新應用。

採訪尾聲,林志雄說起小孩最近問他,未來人類有沒有可能到火星居住?其實不用到未來,現在似乎就已能成真,「50年前想像不到的狀況,現在已經在發展了,未來智慧製造也沒有什麼不可能!」

【完整內容請見《能力雜誌》2022年9月號,非經同意不得轉載、刊登】

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