逐步解決痛點 務(wù)實建立智能制造系統(tǒng)

德國總理梅克爾宣布推動工業(yè)4.0政策至今已有8年，經(jīng)過一段市場教育后，從2015~2016年開始有制造業(yè)嘗試導(dǎo)入智能化架構(gòu)，不過對絕大多數(shù)廠商尤其是臺灣中小企業(yè)來說，工業(yè)4.0帶來的智能制造屬于全新概念，再加上最終愿景實現(xiàn)期過長、需要投入大量資本等顧慮，除了大廠外，臺灣多數(shù)業(yè)者都仍采觀望態(tài)度。

但在臺灣勞動環(huán)境漸趨惡劣，廠商的競爭力漸失，智能化看來已成為目前的唯一解方，因此傳統(tǒng)制造業(yè)即便按兵不動，觀察期也不可能過久，在不得不變但又不知道如何變的兩難局面下，中小型制造業(yè)如何因應(yīng)？先從局部導(dǎo)入，解決目前最困擾的痛點，對業(yè)者來說會是最實際的方式。

臺灣制造業(yè)目前仍以人力維修檢測與調(diào)校機臺設(shè)備，導(dǎo)入SMB之后，即可自動擷取數(shù)據(jù)，在設(shè)備故障前預(yù)先保養(yǎng)。

解決少子化痛點，專業(yè)傳承不是問題

從痛點來看，各國機械業(yè)近年來的共同痛點在于經(jīng)驗無法傳承，其中少子化又是主因。德國當(dāng)年即是不希望因為勞動人口的老化導(dǎo)致國家競爭力下降，因此決意推動工業(yè)4.0，少子化問題沖擊全球工業(yè)大國，甚至以往被認(rèn)為勞動人口充足的大陸，也因長期的一胎化讓年輕勞動人口數(shù)量漸減，即便在2015年終止一胎化政策，2017年的出生率也仍然下滑，至于臺灣，則是出生率不斷創(chuàng)新低，目前包括中、臺、日、韓，少子化已被政府視為國家危機。

少子化讓勞動人口減少，而更少的人也就意謂有更多選擇，環(huán)境惡劣的傳統(tǒng)制造業(yè)因此成為選擇之末，在缺乏年輕一輩接棒的狀況下，制造業(yè)產(chǎn)生人才斷層，資深專業(yè)人員的技藝無法傳承，對產(chǎn)線的質(zhì)量與產(chǎn)量造成影響。尤其是臺灣制造業(yè)多僅停留在工業(yè)2.0~3.0之間的半自動化階段，工廠中資深技師的專業(yè)往往言傳，只能憑「感覺」做事，象是馬達(dá)的抖動、設(shè)備的異音，這些抖動與聲音到達(dá)什么程度是不正常？這就只能靠老師傅帶著新進(jìn)員工在現(xiàn)場長期實作，才能逐步傳承。

現(xiàn)在各大廠導(dǎo)入智能化系統(tǒng)的第一目標(biāo)，即是希望解決此一問題。工業(yè)4.0的愿景雖然宏大，不過并非要完整建置才算有所作為。在臺灣制造業(yè)導(dǎo)入智能化有成的宏遠(yuǎn)興業(yè)總經(jīng)理葉清來就指出，事實上只要到工業(yè)3.1，效益就會開始浮現(xiàn)；清大教授簡禎富在他的新書中也指出，工業(yè)3.5會是最適合臺灣制造業(yè)的做法。而所謂的工業(yè)3.1，也就是局部的智能化，這部分的智能化將可先行解決制造業(yè)經(jīng)驗無法傳承的痛點。

從被動停機到預(yù)診保養(yǎng)

目前政府與市場主力推動的設(shè)備預(yù)診就屬于工業(yè)3.1的一部分。經(jīng)濟部2016年擬定智能機械政策時，就將智能機上盒(SMB)的補助列為前期重點，讓機械業(yè)者先透過智能機上盒擷取老舊機臺的震動、溫度、電流等各種數(shù)據(jù)，民間設(shè)備業(yè)者則針對政府的智能機上盒推出解決方案，象是控制器廠商新代科技，就推出為中小企業(yè)設(shè)計的私有機械云，讓擷取出來數(shù)據(jù)可被儲存、分析。

智能機上盒與私有機械云的主要功能都是設(shè)備預(yù)診。過去制造現(xiàn)場的設(shè)備保養(yǎng)做法是reactive，也就是故障發(fā)生再緊急排除，這也造成產(chǎn)線經(jīng)常無預(yù)警停機而損失慘重。為了避免相同狀況，現(xiàn)在的主流做法是preventive，這種做法類似車輛的定期保養(yǎng)，按照不同機臺的狀況，分別設(shè)定時間定期保養(yǎng)，不過這樣雖可降低產(chǎn)線無預(yù)警停機的機率，但設(shè)備臨時故障仍難掌控。

于是在智能化時代則是走到predictive的預(yù)診功能，透過智能機上盒擷取機臺的運行數(shù)據(jù)，并將之傳送到云端平臺，云端平臺的專家即可根據(jù)累積的歷史數(shù)據(jù)，分析出設(shè)備各種實時數(shù)據(jù)所代表的意義，例如某一馬達(dá)震動開始逐漸增大，就會列入重點觀察，當(dāng)震動達(dá)到缺省數(shù)值，則通知管理者與維護(hù)人員，在產(chǎn)線停機的下班時間進(jìn)行維修保養(yǎng)。

設(shè)備預(yù)診透過云端平臺的專家系統(tǒng)判斷設(shè)備狀態(tài)，而專家系統(tǒng)是將工廠中資深師傅的技藝，以數(shù)碼化方式保存下來，再結(jié)合AI系統(tǒng)的算法逐步提升精準(zhǔn)度，當(dāng)老師傅的技藝被數(shù)碼化留存，傳承就不再是問題，且設(shè)備預(yù)診也可進(jìn)一步解決勞動力不足導(dǎo)致設(shè)備稼動率降低的問題。

以智能化提升稼動率

產(chǎn)能與良率是制造業(yè)現(xiàn)在另一個痛點。過去的老師傅雖有經(jīng)驗，不過豐富的經(jīng)驗往往也會是另一種限制。由于制造業(yè)向來講究穩(wěn)定，以固定流程生產(chǎn)出可預(yù)期的產(chǎn)量與質(zhì)量，不過未全面驗證所有流程組合，固定流程是否為產(chǎn)能最大化本身已有疑義，而且即便已是最佳化，系統(tǒng)設(shè)備也會因使用時間而老化或替換，最佳化的產(chǎn)能組合在每個時間點都會有所不同。

當(dāng)然在訴求穩(wěn)定的制造業(yè)中，不可能一一驗證、隨時調(diào)整生產(chǎn)流程，不過透過智能機上盒取得的機臺數(shù)據(jù)，就可在云端平臺上先行模擬，根據(jù)經(jīng)濟部的預(yù)測，導(dǎo)入智能機上盒可以讓生產(chǎn)排程更有彈性，減少廢品數(shù)，人均產(chǎn)值將可提升10%，設(shè)備稼動率則可提升20%。

而這個預(yù)測后來已獲得實證，位于臺中的中小型螺帽業(yè)者盈錫精密工業(yè)，參加了經(jīng)濟部智能機械計畫，在6個廠區(qū)的150臺機器中設(shè)置智能機上盒，并將機臺組成機聯(lián)網(wǎng)，以數(shù)碼化追蹤生產(chǎn)狀況模式取代過去的人工管理，成果就如上述經(jīng)濟部所預(yù)期。

痛點的解決除了借助市場上各類型解決方案外，企業(yè)本身的問題厘清更是關(guān)鍵。工業(yè)4.0的愿景龐大，但是概念也相對模糊，每家廠商對智能化的定義都有不同解讀，更不用說制造業(yè)者本身。因此常有制造業(yè)客戶詢問系統(tǒng)業(yè)者要導(dǎo)入工業(yè)4.0，但深入洽談才發(fā)現(xiàn)客戶不知道要導(dǎo)入工業(yè)4.0的哪里一個部分？對此系統(tǒng)廠商建議，制造業(yè)應(yīng)先拋開工業(yè)4.0這個名詞，先仔細(xì)審視目前所遭遇的痛點，再向外洽詢解決方案，目前市場上的設(shè)備與機制都已齊備，要解決問題并不難，導(dǎo)入方案依次解決痛點，產(chǎn)線效益就會浮現(xiàn)，智能化也會逐步到位，對資源有限的中小企業(yè)而言，這才是最務(wù)實也最有效的做法。