你還記得傳統輪胎廠往往連續生產同一種類型的輪胎,一次就是好幾天甚至好幾週嗎? 這類生產線的換線過程需要費時數小時。但因為換線是不常發生且可預期的情況,因此不會過度衝擊生產力。
相信不用我說您也知道,這早已是過去式了。作為一個輪胎製造商,為滿足汽車製造業不斷革新的需要,現在需要生產的單品變化可說是前所未有的多。同時,輪胎零件市場期待經銷網路的到貨時間能縮到最短,並且供貨要穩定又可靠。
為了提高生產靈活性以滿足現代的需要,各國的輪胎製造商都開始轉而採用數位化技術。但對於重視成本且已安裝了大量舊型設備的生產商而言,究竟該如何數位化往往是一件令人頭疼的事。
條條大路通數位化
身為一位汽車與輪胎業顧問,我發現輪胎製造商啟動數位化的過程,在各自的廠內都是一個獨特的挑戰。以下是他們會問的關鍵問題:
- 瓶頸在何處?
- 在時間與資金均有限的情況下 – 數位化能對何處,以及如何產生最大的影響
談到複雜度管理與回應市場需求時,製造執行系統(MES)滿足全部要求。MES可安排與管理從原材料到混合、備料、組裝、固化、完工、測試與入庫的整個製程。
安裝MES平台後,將來可預期為整個廠房運作帶來明顯的好處。MES可依個別產品的主工程資料,針對每個輪胎的製造進行排程與安排,其中包括機台設置與材料需求等安排。MES能為整個製造過程提供完善的控制、排序、監控、追蹤、警示與記錄功能。MES會執行建立標準與工作說明,並讓管理者能依員工的技術與實際生產需要做動態的員工配置。
這樣的控制與管理水準能顯著減少廠房過期庫存、在製品以及廢品數量。而且橫跨整個製造足跡的MES能提升整體的靈活度,帶給您快速改變生產排程的控制力,並有效達成市場需要,同時提升整體的營運效率(OEE)。
雖然MES平台對於持續不斷的改善而言非常重要,但要跨出這一步,對於部分輪胎製造商而言往往是個具挑戰性的決定。坦白說,要建置一個完善的MES,需要企業的改革決心,並且要有打破組織藩籬與特定營運過程的決心。這會是一筆不小的投資,尤其是對於已長期發展但缺乏一致性架構的廠房而言更是如此。
因此輪胎業數位化剛開始往往相當單純,先專注於導入可擴充的物聯網(IoT)技術,對特定的加工中心效能進行改善。
能見度與分析是可擴充物聯網技術的起點
輪胎製造無疑是一個複雜的過程。但因有許多類似的機器類型,因此著眼於瓶頸處的改善工作,能讓製造商獲得顯著的增值。
雖然在員工日復一日的與機器互動下,對瓶頸瞭若指掌,但在只能查看有限的即時機器效能下,要查出問題並不容易。此外,許多加工中心往往集合了新型與舊型的設備,其自動化與效能能見度的程度也各有不同。
因此要如何才能知道哪個設備達到指定的循環時間,或是哪個作業員進度有落後的情況? 又要如何才能檢視加工中心的整體營運並判斷瓶頸的確切位置,以及如何改善效能?
為提高製程能見度,許多輪胎製造商都先將IoT導入著重在能從許多分散的來源收集,並整合出資料脈絡的可擴充分析軟體。
基本分析能將原始資料轉為報表與儀表板,幫助您找出效能問題,並做出資訊充分的決策。尤其這有助您找出「發生什麼事?」 以及找出「為什麼會發生?」的答案。
有了資料科學的方法後,您便能運用這些功能進行預測與建議分析,幫助您解答「何時會發生?」 以及「該如何避免?」的問題。這些進階的分析通常會運用機器學習與人工智慧帶來出色的觀察與效能收穫:
- 預測分析會辨識並學習設備故障或生產異常前的資料模式,並能提醒人員主動進行調查與維護。
- 建議分析不僅會預測類似的問題,還能提出建議措施來避免停機、改善循環時間或幫助確保生產品質。
「機器學習控制」策略可將建議分析功能提升到更高的層次。指定動作與控制系統直接相關-且會自動即時執行來自動化機器最佳化作業。
導入數位分身
數位分身軟體是另一種為營運加入可擴充價值的方式。數位分身是實體資產的虛擬複製品,並能模擬這些資產的性能。
數位分身從機器設計開始,能為整個生命週期提供價值,在實際投入上線前先進行虛擬測試與試運轉。
運用數位分身,您便可以在虛擬的機器上訓練員工,讓他們從上線第一天開始便做好設備的操作與維護工作。同時數位分身也能讓您在虛擬環境中做「假設性」的情境測試,並判斷製程中的變化會對機器性能與產量造成什麼樣的影響。
保持可擴充、有支援能力,以及永續的製程
以專門的物聯網解決方案,作為輪胎生產數位化的出發點是一回事。而維持成功並更上層樓是另一件事。
如何能以具成本效益的方式邁向完全整合、完成數位化轉型的企業呢? 以下有幾件事請牢記在心:
- 願景與領導力。有的企業在毫無願景或缺乏組織領導力的情況下,便盲目投入數位化。結果往往造成不協調的各為其政,而難以整合,同時也難以評估與擴展。
- 擴充性。為了證明物聯網的價值,物聯網前導專案不應過於狹隘。而應該能輕易擴充到其他機器、製程與廠房中。
- 可支援與永續。投資可支援且成熟的物聯網平台,之後幾年的回報將很可觀。而由內部人員自行開發的「自製」解決方案,初期或許能解決問題。但要長期保有能支援、延續並擴充該解決方案的員工,往往是項挑戰 – 也所費不貲。
深入了解您要如何打造一個以具成本效益方式,邁向輪胎製造數位化的成功藍圖。不論您所處的數位化旅程階段為何,我們都能提供協助。
Bill Sarver,汽車與輪胎業資深顧問為本部落格協作者。
已發佈 2021年4月5日