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《Automation Today季刊》| OEM,數位轉型

技術提升社區公衛成效

疫情使得全球產業與政府重新省思其供應鏈與營運效率。製造商與OEM通力合作解決這些挑戰,並幫助社區杜絕COVID-19感染。

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全球大流行疫情中期,世界衛生組織(WHO)警告,受到需求量竄升、物資搶購、囤積以及濫用等因素所致,個人防護裝備(PPE)的全球供應量出現嚴重且日益加劇的阻斷,正使人類生命暴露於風險中。

為解決此問題,WHO籲請業界和政府增加40%製造產能,以滿足這項攀升的全球需求。

全球製造商與OEM採取行動以達成此目標。澳洲聯邦政府將任務交付予後續成為當地唯一口罩製造商的Med-Con,提高其產量以協助符合此要求。不過原有的三台40年機齡機器中僅有兩台仍可運作,Med-Con明瞭採購更多台口罩製造機是達成其使命的迫切要務。

綜觀全球來看,紐澤西蒙特維爾鎮(Montville)的Catbridge Machinery以整廠技術輸出應對COVID-19疫情,可解決物料短缺的立即需求。目前該公司根據地雖在北美,卻是整廠輸出熔紗生產線的唯一供應商。

 

製作口罩材料

熔紗不織布材料是製作N95口罩的關鍵成分,也可作為過濾用材質。此種高效能材料以聚丙烯製成,係設計用於滿足嚴苛的過濾規格。

總裁Michael Pappas說道:「我們其中一項專業領域是不織布印染加工,包括熔噴生產線。本公司很快速地著手組成一個可解決物料短缺問題的解決方案。」

為合乎常規過濾材料標準,該公司組成的解決方案使用1.6公尺的布網寬度。整廠技術輸出的產線特色為兼具夾層與廠房級設備。其包括押出、熔噴成形系統、捲場式運布設備、所有機械連線、控制項套組與電氣面板。

這條熔紗產線採用洛克威爾自動化控制平台,附有Allen-Bradley GuardLogix安全性控制項與Allen-Bradley Kinetix伺服驅動器和馬達。該系統以EtherNet/IP™網路整合。

Pappas說道:「一般而言,我們使用圖形終端機於機械人機介面(HMI),但在這裡我們選用Allen-Bradley VersaView工業電腦與螢幕。」

強固型VersaView產品提供應用程式源頭端的更高運算能力,以及螢幕上可存取及管理內容的更大彈性。在此情況下,系統使用FactoryTalk View Site Edition (SE) HMI軟體,其可滿足多位利益關係者的需求。

操作人員可輕易存取顯示螢幕、警報與全系統診斷。維護保養人員及工程人員可快速開發應用程式及輕鬆維護系統。

Pappas說道:「COVID-19全球大流行疫情對我們許多人來說就像是雲霄飛車之旅。N95口罩仍然短缺,但會成為常態嗎?我們不得而知。在眼前的非常時期,機械的操控彈性就跟運作效能一樣重要。」

 

建造人命攸關的口罩製造機

在澳洲政府援助下,澳洲維多利亞州(Victoria)一個依訂單設計生產模式的先進事業Foodmach被賦予60天為限的任務,目標係為Med-Con建造人命攸關的第一台口罩機(總共需要七台)。由於供應需求迫切,Med-Con欲在2020年11月前生產6000萬片口罩,並維持每年1億6000萬片口罩的年產能。

Foodmach執行長(CEO) Earle Roberts解釋道:「這不僅是複製舊有機台,也要在極短時間內將其現代化以符合現行控制與安全標準。時間非常緊迫,我們只有八週就要完成以往六個月才可完成的任務。」

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Foodmach的執行長Earle Roberts親赴工廠現場

Foodmach可採用原始的機械力學並將之現代化,以加入來自洛克威爾自動化的最新控制與自動化技術。Allen-Bradley Compact GuardLogix控制器為機械核心,操控口罩的生產製程。

Kinetix 5500 Servo Drives可與Logix平台緊密整合,以供輕鬆配置、系統整合與安全性。PLC與伺服驅動器相結合對於機械內的動作控制,以及維持機械起動暨停止功能的精準度而言,都非常重要。

這些機械設計目的在於生產由四層壓合訴諸優異防護力的最高品質外科口罩。Allen-Bradley PowerFlex 525驅動器可關閉安全轉矩,在控制壓合製程之際可由操作人員以機械的PanelView圖形終端機監測生產。

Earle Roberts表示:「我們尋求八週內建造第一台機械,但實際卻超前進度,只花了七週就交付成果。關鍵要素來自於供應商洛克威爾自動化,它們不僅在澳洲擁有可用的零件庫存,也能在必要時從海外快速送達零組件。」

由工程師、設計師與技師組成的卓越團隊,貢獻其創新的工作成果而在澳洲達成了口罩製造的目標產能。這些智慧化機械可大幅增加口罩生產量,進而讓前線工作人員與其病人,在對抗COVID-19的戰役當中能獲得充分防護。

 

數位化提升能見度

除了解決機械與材料短缺的供應鏈問題外,產業所面臨的另一個重要議題是營運效率。數位轉型可提升連線能力與能見度,最終進而升高效能與效率。

Ecolab是一家在用水、衛生與感染預防解決方案與服務的全球領先廠商。Ecolab在全球擁有130間工廠,幫助世界各地將近300萬個客戶據點推動食物安全性、維護乾淨與安全的環境,以及優化用水與能源使用。然而近年來,眾多工廠彼此之間欠缺協調與一致性,因此每一間工廠基本上是採取各自運作的形式。

現今,Ecolab的五年發展藍圖欲建立全球工廠網絡,追求更密切的相互連結能力,進而提升效能與一致性,達成更優異的客戶服務品質。

Ecolab聘請帶領控制與自動化專案的Matt Boudjouk,主導該公司的數位轉型計畫。

Boudjouk說道:「我的任務不僅是改良控制架構,更是作為各廠之間共享知識的渠道。很顯然地,我們身為一間規模龐大的公司,如果欠缺良好的溝通管道,將無法充分善用我們的優勢。」

該團隊擬定了Ecolab廠房數位轉型的四階段策略。第一階段是數據收集。在此階段,要在乙太網路基礎設施上建置適當儀器並收集所需數據。紀錄存檔在此階段非常重要,如此才能確保後續階段能明確識別與分析數據。

下一階段是能見度,可讓工廠展開營運監測,並有儀表板供操作人員檢視產線運作狀況的即時洞見。第三階段為事業最佳化。此時係將生產層與企業系統相整合,提供整個工廠與供應鏈的能見度與資訊交流。

第四階段為最後一個階段,透過使用各項分析、數位分身以及人工智慧進行數位轉型。這有助於找出為何某些工廠效能特別突出等關鍵問題的解答。

目前有部分工廠進入最佳化階段。標準化工作再加上全球能見度提升,已幫助該公司的製程設計節省25-30%費用。對於庫存量與庫存持有天數有更好的掌握度,亦為獲取進展的一大契機。

Ecolab和其供應商共同建立起訓練計畫,包括某些工廠的到廠訓練實驗室,以讓員工能進行互動與學習新技術。

Boudjouk說道:「歸根究底的重點為向每一個人溝通傳遞,並獲取其認同。當你參與其中,每個人也自覺有發言權,將會更容易投入且真正地齊心追求專案目標。原因在於大家知道,這麼做會讓事情更容易進行。」

 

主題: Digital Transformation Smart Manufacturing Integrated Architecture
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