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傳統設備導入IoT應用方法

  4.0的時代浪潮,目前多數企業己在思考如何應用這些新科技與技術來協助自身企業邁入數位轉型的階段,但目前多數企業的設備並非都具備相關的通訊協定與功能,因此在導入的過程中是非常辛苦的,雖然目前有許多系統整合公司不斷提出可應用的系統或做法,但動輒都是幾百萬、幾千萬的投資,對於傳統的中小企業而言是負擔不起的,也因此都期望能有CP值較高的方法來協助他們進行轉變,經本中心顧問這幾年來的研究發現,目前坊間己有相關的做法,但還需要進行整合,以下僅就目前本中心實際上如何僅應用IoT的裝置協助企業以合理成本的導入方式進行分享。

  現今許多公司的設備仍為人員操作機器(即類比式訊號),故生產參數皆無法有效儲存,雖生產同一樣的產品部份,但生產參數設定卻因人而有所不同,因此需於生產過程中由資深員工憑經驗進行調整,需花很多時間在調機,因而降低了設備稼動率,另一方面於品質上也是很難控管,而目前可以改善的方式如下說明:

  1. 將設備的控制數位化
  2. 引進IoT技術協助設備參數資料蒐集與進行必要的控制
  3. 增加AOI設備監管品質(費用較高,視狀況再評估是否導入)

  舉例來說,設備需求溫度及電流的監控,過去只能以人工方式進行測試,不足或太高再由人員調整,但如設備己進行數位化及導入IoT裝置後,即能主動偵測溫度與設備馬達電流狀況,並連動機台,藉以讓機台維持在一定的溫度下作業,若監控數據異常時也會即時回報,確保設備於標準參數下運作;另一方面,也可透過設備監控,監控機台重要元件或預測機台零件可能耗損的時間,做為保修計畫的依據,提前準備料件備品,避免意外導致產線停滯與原物料報廢的損失;再者,透過機台監控,也可了解現場人員工作時數累計以及機台稼動率的情形,做為未來人員排班管理、生產排程的依據,甚至是針對後續人員訓練及績效的參考,如此,即可提供現場管理人員足夠的監控作為與管理依據,而在選定IoT設備及偵測裝置的做法上,建議企業可從目前設備的異常資料盤點開始做起,從異常資料中一定可以發現設備有那些元件容易損壞,而損壞後會造成什麼影響,如企業內部己有完整的因果分析,那將更容易找到必要的偵測點與管控項目,再來就是評估投資報酬,即投入的監控項目是否必要,即時發展及控制能產生什麼效益,用這樣子的方法來進行選擇時,相信就會非常容易了,因為最終可以發現,每做一個導入專案,都是在為公司節約成本或提高效率。

  因此,就上述的需求,中心顧問於過去一年己協助一些中小企業在合理的成本下進行數位轉型的工作,將生產機台的預防保養、環境監控、生產效率…等需求,應用IoT技術與設備達成初始智慧化的目標並應用如POWER BI等平台,將生產需求的相關資訊連結起來,並以電子看版或戰情中心的方式進行展示,而不需要導入像MES(製造執行系統)等大型的軟體,即可達成其企業需求的功能,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、戰情中心及手機中,達到即時可視化的管理的目的,其IoT設備規劃功能架構圖及即時監控與可視化管理示意圖如下二圖範例所示。

圖1、IoT設備規劃功能架構圖範例

圖2、即時監控與可視化管理示意圖(資料來源:泓格科技)

  以上說明為僅就中小企業需求設定之做法,但實際的智慧製造架構其實遠比上述的範圍還要大,如以ISA-95標準架構定義而言,智慧製造包含了感知層、控制層、MOM層(Manufacturing Operations Management)及企業管理層等四大部份,而上述的應用僅止於感知層及控制層,再加上BI平台的整合,將企業需求的資訊及知識整合應用而己,當然對一些中小企業而言,這樣的做法己經足夠協助他們面對接下來的競爭壓力,這也是中心顧問協助企業依其需求而規劃出的具體做法,視企業每個階段的需求,規劃合宜的導入方式,並產生具體成效,而非以大投資的方式導入不切實際的系統,徒增企業負荷與損失,期望以長期規劃的方式,由小到大,帶領企業逐步邁向工業4.0。


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