■鼎華智能系統 / 陳明達 總監
前言
因工業4.0 趨勢及中美貿易戰影響，臺灣製造業思考透過智慧製造轉型，提升企業競爭力，加上疫情的催化，讓企業開始規劃並執行智慧製造解決方案。塑膠成型業者因同業競爭、減塑法令、疫情影響業績及利潤，更需轉型智慧製造，增加企業製造能力及速度。
成型工廠在生產製造所面臨的挑戰
企業要轉型智慧製造前，需先審視所需解決的關鍵問題為何，再對症下藥。一般而言，成型工廠在生產製造部分，面臨的挑戰有以下幾點：
- 生產型態從以往大量少樣，轉為少量多樣。如何因應生產型態轉變，並平衡設備稼動與訂單交期。
- 設備投資成本高，設備稼動率的提升，是企業競爭力的關鍵。
- 現場作業主要採人工記錄，管理者無法獲得即時的現場資訊，導致無法掌控訂單的交期。
- 模具開發試模至量產，以及後續定期保養及維修管理的歷程管理。
- 產品品質受各種生產參數影響，僅能依老師傅的經驗設定參數，難以經驗傳承及標準化。
因此，成型工廠若能經由智慧製造，解決上述生產製造的關鍵挑戰，必能大幅提升企業競爭力。
成型工廠導入MES 系統的全面解決方案
要能解決成型工廠在生產製造所面臨從模具製造、生產規劃排程、生產製造等等各種關鍵挑戰，企業所導入的MES（Manufacturing Execution System, 製造執行系統）系統必須具備以下智慧化解決方案：
- 模具開發智慧化：協助從模具開發進度、圖文管理，以及模具投入生產使用後的維修保養及壽命管理，協助企業優化模具管理，提升模具品質。
- 生產排程智慧化：考量射出成型的共模限制，並考量同模具、生產參數等連批參數，在符合客戶交期的目標下，盡可能的經由連批生產，提高設備稼動率。也可透過系統模擬急單插單後，對其它訂單造成的排擠，做為決策者進行生產規劃調度的參考依據。
- 現場報工智慧化：藉由設備整合，取得生產機臺即時的機臺狀態及生產數量，不需經由人工計算及輸入，除了降低現場作業人員報工的時間，也可取得更即時且正確的生產數量、生產進度以及機臺生產狀態。
- 設備參數智慧化：藉由設備整合大量收集關鍵生產參數，例如溫溼度、模溫、射出機射速、射壓、不良品數……等。搭配大數據、機器學習、人工智慧等智慧化分析工具，找出影響射出品質的關鍵因子及組合條件，後續便可針對不同產品在不同環境，提供最佳的設備生產參數建議。
圖1：塑膠成型智慧製造解決方案架構圖
成型工廠導入MES 達成數位精實管理效益
企業導入精實生產主要的目的之一為降低製造現場常見的七大浪費。成型工廠經由導入MES，搭配生產機制流程的建置，達成改善製造現場的浪費。
- 建立規劃排程機制，從訂單與庫存、製令、採購的供需平衡計算，精準計算出哪些物料不足量、預計何時須到料，到各製程考慮有限產能、模治具限制、前後製程生產銜接性，達成精實生產中改善「等待的浪費」、「庫存的浪費」。
- 建立製造現場的設備整合即時報工機制，讓現場人員能降低要達成即時報工，所需投入的系統操作程序及時間，也可避免人員輸入錯誤數值的情況，達成精實生產中改善「動作的浪費」。
- 建立製造現場的模具管理機制，除建立產品會用到模治具，也記錄模具生產的數量進行控管，累計到需保養或更換時進行警示，降低因模治具異常導致生產品質異常發生的機率，達成精實生產中改善「品質不良的浪費」。
- 建立製造現場的設備生產參數收集分析機制，在生產過程中持續收集關鍵生產參數，輔以大數據、機器學習等技術，分析各生產參數與品質的相關性，找出關鍵的生產參數並改善，達成精實生產中改善「品質不良的浪費」。■
