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《AUTOMATION TODAY季刊》第73期 | 技術觀察

重新定義數位空間內的工作

在數位環境中,員工如何讓工作以更具智慧的方式、更快的速度,以及更好的方式進行?

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數位工程並非極端的策略。您不需要更換您員工目前熟悉和喜歡的工具。反之,以數位化的方式擴充這些工具,即可改善設計人員、生產經理、技術人員和其他人員的工作方式。

您只需要檢視貴企業,並確認哪些地方可使用數位方法,讓工作能夠以更具智慧、更快的速度,或是以更好的方式進行。為了協助您完成這項工作,以下是數位工程中可以改善您業務的五大關鍵領域:

  1. 設計與原型製作
  2. 啟用
  3. 作業員訓練
  4. 生產
  5. 維修

 

設計與原型製作


當您能夠以數位的方式建構、測試和驗證機器設計時—還在構思的階段,即可為貴企業創造無限可能。虛擬設計和原型製作可以協助您:

  • 讓機器更快問世
  • 降低設計風險
  • 創造更優質、客製化程度更高的機器

透過模擬軟體,製造商可以將物理應用於3D CAD模型,讓模型栩栩如生。觀察機器運作,以及和人或其他機器的互動方式。

您甚至可以將模型導入虛擬實境(VR)的環境,從工廠區域的視角進行觀察。如果您可以站在工廠區域的人機介面前方,甚至早在建構之前,那會是怎樣的情況?想像一下,如果您在設計完成之前就可以操作您的系統,可以節省多少時間。

數位設計只需點幾下按鍵即可進行變更,而不需要購買零件並花費幾天的勞力來建立新的原型。您甚至可以使用FactoryTalk® Logix Echo等解決方案來模擬可程式化邏輯控制器。透過全新的工作流程,模擬軟體可以協助製造商從設計瞬間進入測試,並且免去重大的工程設計工作。

而且這還不單單只是可以協助縮短機器上市時程的數位分身。可重複使用的程式碼能夠讓製造商在現有機器的基礎上取得成功,而不需要從頭開始重新設計。

跳脫程式設計控制的思考。模擬軟體的興起,代表幾乎全都可以利用數位的方式來建模。例如,如果您建立渦輪或泵浦站的行為模式,Studio 5000® Simulation Interface可以將模型直接連結到您正在執行的Logix程式碼。利用模擬驅動的標記值來執行您的程式,可以讓您重建您的程式在現實世界將會面臨的情況。

 

啟用

等待機器運送到現場進行控制測試的作法是在碰運氣。直到客戶啟動期限的當天,您站在他們的身旁為止,您都不會知道您的機器及其控制系統是否可以配合運作。您可能發現您的機器運作不如預期,或是不符合規格。此外,直到最後才解決這些問題可能代價高昂並導致錯過啟動期限—而且可能會導致關係緊張。

虛擬調試有助於解決這些問題。為您的機器設計與控制系統的真實運作邏輯打造動態數位分身,可幫助您在設計期間提早發現問題,不用等到將機器運到客戶的工廠後才發現。您可在投入資源前,對機器與控制器的運作進行詳盡地確認與示範。

 

作業員訓練

只有在機器和作業員都到達現場後才需要訓練。

有了虛擬訓練後,您可在機器到達前使用數位分身來訓練員工。員工只要戴上VR頭罩或是在螢幕前訓練,就可在安全的沉浸式虛擬環境中培養技能與能力。虛擬訓練其中一項最大的優勢,或許就是可以讓您隨性發揮的自由程度。

您不需要派遣員工前往訓練地點,或是等候設備可供使用。反之,無論何時何地有所需求,都可以為這些人提供訓練。

虛擬訓練沒有和真實訓練相同的限制。員工可以訓練如何以理想的操作讓生產持續運作。此外,員工可以在可能無法實際重現的模擬故障和極端條件下進行測試。如此可以讓他們為回應類似生產事件做更妥善的準備,最終縮短停機時間。

員工在虛擬訓練中犯錯無傷大雅,不需要擔心中斷生產。如果作業員犯錯,可以記錄該行動做為日後矯正使用。除此之外,可以在他們體驗現場生產之前,要求他們在訓練中證明自己的能力。

 

運作

開始生產後,數位分身就可模仿製程、機器和控制項,來協助工廠人員了解運作並進行變更試驗。此外,不斷增加的資訊數位線程可提供作為如何改進生產的解析。

所有類型的作業都可以達到全新的境界,只要他們能夠:

  • 持續促進改進生產,並利用來自其數位線程的解析即時進行調整
  • 嘗試產線啟動和生產排程及排序,以優化產品組合及產量
  • 對機器設定進行試驗,以改善品質、可靠性和產能
  • 偵測流程中的異常情況,在作業問題影響品質並導致報廢或停機之前找出問題所在
  • 對全新產品或機器進行測試作業將產能優化,以及避免下游瓶頸等問題
  • 迅速瀏覽採礦等大型作業的虛擬重建物,以查看和聆聽找出設備的問題,而不是實際參訪各項操作
  • 建立虛擬感測器來估計一個可能需要昂貴儀器或人工讀數才能判斷的數值

 

維修

維修團隊可使用數位模擬和即時(或甚至是預測性)解析,以前所未有的方式解決停機問題。

透過數位線程的資料流程可協助技術人員及時發現問題,以避免或盡量減少停機時間。這包括控制系統裝置的運作和診斷資料,需要維修時會通知技術人員。但是其中也包括網路資料,例如:交換器層級的警報,這在現今狀況中對正常運作時間來說同樣至關重要。

在理想的情況下,維修團隊永遠都不需要應付停機事件,因為已經可以預測停機的發生。由於使用了預測分析,所以預測的可能性增加。這些分析使用機器學習和人工智慧來了解您公司的運作情形、提早發現機器問題並向技術人員提醒這些問題。之後,技術人員可在預定停機時間內安排維修。

數位分身可用幾種關鍵方式協助改善平均修復時間(MTTR)。首先,虛擬訓練可讓技術人員事先為停機問題做好準備,而非在第一次發生故障時才進行故障排除。而且當問題發生時,技術人員可使用擴增實境(AR)技術在實體機器上覆蓋數位診斷或工作指令,以便更快速地診斷和解決問題。

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