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精實智造LSM (Lean Smart Manufacturing)

壹、源起

  筆者在過去中國生產力中心伴隨企業成長軌跡中,我國企業已走過生產合理化、流程標準化、知識化、精實化(LEAN)之歷程,很多企業已具備多樣少量之生產模式。然而,在工業4.0發展趨勢下,近年來商業模式由B2B、B2C、C2B轉變到C2M,也由原本生產者導向的模式,轉變為消費者導向的「大量客製化」服務與新型態之商業模式。

  在推動智慧製造之際,例如德國SAP、 ISA-95標準…等,定義「管理系統」與「製造系統」之整合,已經明確CPS之架構。另外,也有很多文獻論述提及將精實管理(LEAN Management)納入推動智慧製造之基礎。由下列三篇文章之主張與論述:

  2018年劉仁傑教授發表的文獻,企業對於工業4.0大多聚焦在大數據、互聯網、AI技術…等層面上,經長期觀察日本企業的發展,如大金,發現精實生產才是智慧製造的成功基礎。

  2019年臺中科技大學黎立仁教授論述,巨大公司以精實管理和CPS整合推動的價值,同時論述供應商實施精實智能製造並構建共同創造平台。

  2019年M. Ramadan, B. Salah論述,藉由ICT系統整合精實管理工具,發展即時監控系統之智慧製造生產環境。

  上述三篇論述是以觀察案例研究模式,發覺精實管理是智慧製造成功之基礎。所以,本文將提出「精實智造LSM」之架構與論述,期建構智推動整合模式,以協助企業能更清楚及有系統的導入智慧製造,成功適應工業4.0時代。

貳、LSM精實製造架構

  精實管理之理念是以實現多品種小批量及高附加價值之生產管理模式,以「提升價值」及「降低成本及消除浪費」為核心,達到滿足顧客需求為導向之目標,確保產品與服務過程中,達成組織價值最大化之目的之「管理機制」;反觀智慧智造是以CPS及可視化、即時化為「管理系統」,確保高效能的生產與品質,實現以人為本大量客製化。基於此,中國生產力中心特整合「精實管理」與「智慧製造」,提出「LSM精實製造」(Lean Smart Manufacturing)作為企業導入智慧製造之整合架構。如下就精實智造LSM架構內容說明如下:

精實智造LSM (Lean Smart Manufacturing)架構圖

  精實智造架構內容首重連結到本中心自行協助中小企業開發之智慧智造成熟度評量系統-iBench,免費提供企業自行上網自我評量,分別從智慧驅動力(數位轉型成熟度),智慧製造力(智慧製造成熟度),組織策略力(經營策略成熟度)及創新價值力(創新機制成熟度)協助了解數據,進而依照組織成熟度需求,導入數位精實管理系統及MES+製造執行系統,以達到製造,經營及價值整合能力之目的。

  為能達到精實智造目的,本中心進一步因應中小企業導入精實智造系統之際,為此,企業可以配合現場實際狀況,先期選用智慧監控達成自働化、即時報工實現JIT、可視化落實資源管理、工廠聯網實現客製化、數位戰情即時預應及價值連結營運創新等六項工具,以滿足在控制、系統及管理層之各階智慧智造情境需求,滿足智慧製造之大量客製化市場需求,同時可以強化組織彈性發展與產業競爭力。

參、LSM精實製造核心應用工具

1.智慧監控達成自働化

  智慧製造通訊與偵測器技術屬於關鍵技術,經生產設施合理化規劃及生產系統建置之後,透過感測器建置即時蒐集製程或設備聯網相關之即時數據、傳輸,經資訊運算之後提供工廠即時辨識與預應,以達成以人為思考之自働化目標。

2.即時報工實現JIT

  智慧場域製程規劃包含機械加工、組裝、檢驗及領發料等作業,進行全場區各設備與作業的即時擷取與訊息交換,方能達即時報工機制、即時掌握現場的生產進度資料,才能順利控制各廠區、各產線、製程移轉、發料等,實現JIT。

3.可視化落實資源管控

  LEAN運用「目視管理」之目的是在「必要的時候,提供必要的資訊」,讓企業全員了解生產與備料之狀況,遇異常發生時,能立即採取預或改善,將生產、品質設備嫁動率、異常原因 即時呈現,以加速實現人力、物料、設備等資源管控。

4.工廠聯網實踐客製化

  工廠聯網iiOT是控制(含偵測)、通訊與資訊等科技整合,運用涵蓋加工設備、組立、製程檢驗及物料管理等作業,執行面皆必須聯網嚴謹取得及時數據,方能進行全場區各設備、作業的訊息即時擷取與交換,才能達到整廠資訊即時化之目的,實現大量客製化。

5.數位戰情即時預應

  透過ERP與MES之即時數據整合,建立企業管理戰情儀表板,提供即時化、可視化資訊,掌握即時績效、採取即時改善、及時對策預應,讓企業全面降低浪費,需要依賴數位戰情,數位戰情是透過IoT連結,讓現場管理者快速並且隨時掌握現場生產與設備運作狀態,並將監控的結果隨時傳送回電子看版、戰情中心或手機中,完全打破時間與空間之籓籬,達到數位戰情即時預應之目的。

6.價值鏈結營運創新

  工業4.0時代必須面對智慧製造與智慧服務發展趨勢,筆者曾論述,現在消費型態,已從過去「企業對消費者之間模式」(B2C),演變成「消費者對企業之間模式」(C2B),值得企業關注,並進行內部流程改造與經營策略調整,而未來消費型態,客製化會大量需求,企業必須及時反應,做到「以人為本大量客製化」,面對創新與大量客製化時代。企業必須優先解決供應鏈物流管理,做好供應鏈物流管理之前提必須完整建構資訊流,透過中心廠帶衛星廠合作模式,製造業者與其價值鏈資訊串接,才能帶動製造升級、營運創新。

肆、結論

   筆者認為智慧工廠是「設備」、「管理系統」與「製造系統」之整合,而智慧製造設施在許多地方即可買得到,然而,必須有管理制度和人力資源緊密鏈結,因此CPC 在智慧智造發展之際,主張「LSM精實智造」系統,在近年實務推動經驗,逐漸發展出符合中小企業需要之核心應工具與系統,企業可以在聯網的基礎基礎下,靈活的應用並在生產效能上得到超出預期效果,另外,面對大量客製化之際製造現場可以更彈性、更快速回應顧客,也就是企業可以藉由智慧製造及精實化來因應消費市場需求,提升競爭力。

 

參考文獻
1.The Frontier of Global Lean Smart Manufacturing : The Disturbance and Turning Points ofIndustry 4.0 , Ren-Jye Liu / Professor of Industrial Engineering & Enterprise Information Tunghai University
2.Lean Smart Manufacturing in Taiwan—Focusing on the Bicycle Industry , Lih-Ren Li /Department of Japanese Studies, National Taichung University of Science and Technology, Taichung 40401, Taiwan; benson@nutc.edu.tw
3.Smart Lean Manufacturing in the Context of Industry 4.0: A Case Study , M. Ramadan, B. Salah


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