導入IOT推動生產力再造

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   新冠肺炎COVID-19衝擊全球經濟,伴隨中國經濟快速崛起與歐美貿易摩擦甚至對立,加上大陸生產成本大幅提高與大陸企業經管能力提升,大大影響企業生產與行銷策略與布局,隨著全球分工隨著產生很大的變化唯一不變就是『生產力即競爭力』,無論是在已開發家或開發中國家企業,甚至每個產業都必須有其生產力計算方式;經營管理模式才能夠真正擁有競爭力,雖然生產力的公式都一樣是「產出÷投入」,經營管理也是在讓在分子極大化與分母極小化,核心專業不同在生產力關鍵因子均不同,所以企業也要隨著發展需求及全球分工,依據各事業部核心在價值鏈的任務及創造價值方式不同,都須依據特性訂定計算方式才能產生經管效益;例如企業或事業部是以專業委託代工生產(OEM-Original Equipment Manufacturer)為核心,追求是效率就會以勞動生產力為管理核心,因為材料設備所佔的成本極低,其關注重心在於人力、方法、管理為主;如果核心是以原廠委託設計製造ODM(Original Design Manufacturers) 時就必須考量產品設計到如何高效能生產,管理資源包含資金、材料、設備、方法、人才、…為主;核心為自有品牌設計製造OBM(Original Brand Manufacture),除了要關注ODM的相關效能外,還要加入客戶需求、市場競爭、售後服務、分工合作、…等策略與管理;近年來隨著模組化以整合元件製造IDM(Integrated Device Manufacturer),從未來客戶需求著手從設計、製造、封裝測試到銷售自有品牌IC都一手包辦的半導體垂直整合型,因大都屬於新創的材料、產品、製程、設備、方法、管理、...,除了要擁有頂尖多元的高手人才外,還要擁有許多研究整合團隊運作與資金技術投入,當然所生產力計算就更複雜,以往因專業分工考量或競爭機密考量,生產加工製程常被分割在不同企業生產,隨著價值鏈整合及競爭強化必要,一條鞭服務成為生產力提升的策略。

  雖然企業核心能耐不同在價值鏈扮演不同角色,都有機會創造不同的附加價值,端看企業如何掌握關鍵投入最適當的資源,重新創造更高的附加價值,正是生產力再造的精神;舉例以委託加工生產力計算公司,分子為委託加工收入分母為投入的成本,若要讓分子極大化就必須固定的投資加工規模與能量擴大,所謂加工規模是指實際的產出要較同業高,能量就是要能夠隨時配合委託業者各種需求;隨著市場供應與需求的多元化,終端消費者個性化與差異化需求成為購買的關鍵,時代潮流已經邁向高度尊重滿足個別需求設計行銷,加工業者必須要具備非常高的彈性配合度,近年來精實生產就是在因應大量客製化的需求趨勢,更重要是能夠讓所有訂單產品進度訊息透通,讓業務及生管單位隨時了解生產的寬裕度,當有需求時就可以立即回應顧客承接訂單,自動化與智慧化生產計畫排程與即時跟催訂單與產品實際生產進度,成為首要數位化的重點,才能在產能有限下承接更多訂單,並確保訂單都能準時交貨,精準回應產能狀況跟有效管控生產進度就是生產力再造關鍵,以往做好生產排程與進度管控,都要依賴非常有專業經驗又靈巧的資深人員,還要有快速敏捷的反應生產過程存在的變數,隨著數位時代應該把這些寶貴的數量化管理經驗,透過數據化及運作方式建立模組化,運用數學建模結合AI科技運算協助處理,設備生產為主最好能透過可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller)或透過IO-Link直接數位化傳輸,把設備生產關鍵資訊直接擷取或經scada匯集到伺服器,即可計算設備稼動率(時間)、產出率(性能稼動)及良品率,並加以相乘獲得綜合效率,如果以人工生產為主就必須要視實際產線狀況以感知器或簡易輸入回報工作狀況,將可以獲得實際生產產出的良品或不良數,並結合從ERP轉過來的產品製程目標工時,計算出訂單各產品製程之生產管理效率,回饋到未來生產排程之安排及管理改善,讓生產計畫準確度達到穩定與最佳化,另外要考量是生產能量或技術限制,必須要某一製程採取委外加工,務必要透過供應鏈整合建置協力廠成夥伴關係,才能夠把委外製程更精確的管控。

  理論上生產力再造分成分子及分母但其間密不可分,要讓分子極大會分母必須要能夠極小化,分母極小化就要從投入的資源管理效能著手,如投入的人力、設備、管理成本最佳化,要具備高的競爭力完全看投入產出比率,就會與日常管理KPI、目標與績效鏈結,一般常見的就是品質直通率、生產效率、生產準時率、綜合效率、訂製時間、庫存天數、…等,要讓投入資源最小化就以設備生產為例,設備生產綜合效率OEE(Overall Equipment Effectiveness)包含設備時間稼動率、性能稼動(產出)率及良品率,以往依賴人員經驗逐步有科學管理觀念,就以人工將設備相關產出與運作參數手工紀錄,管理者透過運作紀錄及個人經驗判斷管理,更進一步會把人工紀錄輸入資訊系統,再透過各種統計軟體呈現出實際狀況,降低管理人員管理的盲點,但經冗長的程序幾乎都只能從歷史資料,加上個人經驗推估異常原因,作為下次操作改善得對策,隨著物聯網IOT (Internet of Things)、設備智慧化、通訊協定標準化及傳感器普,有PLC控管設備可議將每一個產品生產程序、時間、良品或不良數量,如有AOI( Automated Optical Inspection)更棒可以將品質檢測量化即時匯集統計分析與管理,傳輸時間依實際管理急迫性設定,將可以與生產作業同步顯示生產狀況,如應該要開機卻沒有開機的時間稼動率,進一步了解是訂單不足、缺人、設備故障還是因管理協調不當造成,性能稼動率可以即時了解是材料、人員操作、刀具、速度、零組件性能、周邊環境、…等因素導致異常,良率則是跟設備參數、原料、輔助料、操作方法、…等相關,透過IOT及傳感器只能顯現出動態問題即時顯現,是否為異常要納入不同的改善對策,必須要與目標績效管理鏈結,也可以透過MES或SCADA加上管理功能設定,該項KPI的績效依不同權責單位自動警示通知,如某一台設備該運轉卻沒有開機,就必須在一個時限(10分鐘)內同時自動通報(手機)給班組長、生物管、設備課、…主辦人員,如果超過一個時限(10~30分)還是維持未開機就要通報到課長、生物管、設備課主管,如果超過30分鐘還是無法克服改善,就要自動通報給廠長或經理,把精實生產「安東」精神與管理系統聯結,才能真正落實生產力再造精神,實際管理儀表板可參考下圖。

設備生產綜合效率OEE管理儀表板

  要強化企業競爭裡就是要持續提升生產力,隨著資通訊技術的成熟與普及,要強化資源投入極小化與產出最大化,必須充分應用智慧化元素,先以把經驗、人工記錄分析決策管理方式,建立數字化及數位化的管理模式,透過IOT把任何異常發生可以立即發掘,才能把異常狀況的真因呈現,並針對真因對症下決策有效解決異常問題,進一步可以分析因果關係找出關鍵參數進行即時監控,在發現異常徵兆時就提出警示並採取對策,以達預防異常發生如停機、效率、良率、材料、方法、…等,從事後分析管理邁向問題即時發掘解決及預防,務必達到異常預知與與預應,才是推動生產再造的意義及目的,也就是達到所謂的智慧生產境界。

 

參考資料:
WTO電子報-中華經濟研究院台灣WTO中心蘇怡文分析師
MBA智庫網站-自由的百科全書-Wikipedia
CTT – blogger網站半導體報導
DIGITIMES網站廖家宜報導衡量生產力的關鍵數字 OEE將是智慧製造效益的初步指標

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生產力中心提供的活動資訊
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