1 方案背景与目标
电子组装行业的繁杂多样性,在全球化竞争与分散制造日趋盛行的当下更加突出。积极应对贸易战争和环保议题、快速应对市场需求的转变、克服劳动力缺乏和降低供应链风险,企业需要更快更有效的转型,以确保制造的竞争优势与获利能力。从始至终,对于电子组装制造业者而言,改善产品质量与交期、提升生产效率、降低制造直接/间接成本是不变的主题,有幸的是在数字化时代我们拥有了更好的实践路径与方式。
在制造转型实践之路上,台达深知单一场域的有限需求是容易被满足的,但电子组装所面临的挑战,涉及人、机、料、法、环、测多个方面,不仅仅是单一信息系统或者设备/线体就能够应对。想实现完整的制造转型,就需要从精益规划、工艺价值流重塑、自动化设备升级、人员作业辅助、人/机/料/法/测的实物流与数据流在制造现场与信息系统中有机互动等多个方面持续改善。这其中对于实施厂商的制造经验、服务能力、产品的完整性与可扩展性等,提出了很高的要求。
台达于其全球制造体系推行台达智能制造(DSM,Delta Smart Manufacturing)行之有年,范围覆盖网通、电源、汽车电子、自动化组件等多个产品,逐步形成一套完整且可水平推广的智能制造服务模型与产品体系,包含端到端的顾问咨询服务(诊断咨询-实施导入-上线辅导)、以及完整的产品矩阵:从底层的自动化设备(Equipment)、设备联网(EAP)、到IT层面的应用-制造执行系统(MES)、品质管理系统(QMS)、设备管理系统(EMS)和数据可视化与分析(SVP)。
基于此,台达推出电子组装业智能制造解决方案 DIAMOM,实时管理生产进度、在制品质量、设备稼动/状态/异常快排、仓储物流运作、直接作业人员效率等制造关键KPI,覆盖电子组装工厂端到端的完整工作流管理(从原材料收货到成品拣选发货的完整实物流与信息流),让制程、产品、质量、设备、物流等数据尽呈现于战情室,方便整厂目视化管理和多职能人员协作。
2 方案详细介绍
DIAMOM提供的电子组装-全流程端到端管理方案,具备如下三大行业特色:
ü 电子组装行业先进实践总结:聚焦电子组装产业,基于乙方对外与对外服务经验,集成多场景的最佳实践(流程/作业),内化在产品管理能力中;
ü 端到端一体化管理,DIAMOM集成WMS-MES-EMS-SPC等多套系统,实现从原材料入库到成品发货端到端一体化物料/制造/质量/设备管理;
ü 强软硬整合与数据分析应用,DIAMOM集成设备联网平台EAP-EAS,满足电子组装业标准/客制设备联网与反控需求,不仅用于在线数据分析,还可结合质量管理/生产力管理等需求,提供回控功能。
其中核心产品模组简介如下:
2.1 MES生产流程管理解决方案
制造执行系统 MES (Manufacturing Execution System) 是智能工厂的核心枢纽,以高效/稳定为目标优化生产管理模式,协助企业建置标准化生产流程,建立生产防跳站、防错料机制,实时生产进度监控与换线预测,完整实现制造过程中人、机、料、法、环、测等生产信息采集与管制,达成全生产履历追溯,精准追踪在制品(WIP)生产进度。功能举例:
n 人员管理:提供人员岗位实际工时的管理,达到内部稽核效果,并提供数据给ERP作为成本分析参考;
n 工程数据收集:收集产品量测数据及生产制程参数,供后续进行质量的追踪与分析;
n 物料管理:对于原物料的流向与放置,提供线边、在线管理,方便人员追踪物料使用情况。在管理上结合领料、退料、耗用作业,以达到物料数量、位置的精准管理;
n 配方管理:制造设备的生产参数透过系统集中化管理。换线时支持版本比对、自动下载,快速换线,缩小失误发生机率;
n 生产管理:透过工单实时进度追踪,监控工单达成率,同步更新生产时程预估,提高对交期的掌握度;
n 在制品管理:设定工艺路线,确保产品在正确的生产步骤上,并卡控产品流向(防跳站机制)以减少人员操作上的失误,提高产品质量,降低维修成本;
n 质量管理:对产品/制程参数/设备做主动式抽样把关,透过检验计划的配置,自动推送和监控检验计划的执行与回馈,落实产品在各阶段的质量控管,达成质量刚性。
透过MES系统管控,对上接收ERP系统生产计划,对下监控实体设备制造流程并收集数据,进行更深入的制程质量分析,让生产更有弹性,达到稳定制程、生产顺畅、质量管理等效益,为数字化工厂建立基础。
2.2 EMS设备管理解决方案
对车间产线内资产管理与维护,提供设备全生命周期管理。透过设备点检/保养日历维护,自动推送点检与保养任务并监控执行情况。在预防性维修执行过程中,支持点检/保养异常自动创建维修工单,提高作业效率。监控设备稼动效率、状态与故障报警,管理零备件库存,实现设备的高效管理和维护,提升设备OEE、降低管理人员负担,清晰量化维保成本。
2.3 QMS品质管理解决方案
质量管理方案对车间全生产过程进行质量管控,异常及时预警,针对品质异常立即发送警报,并可透过设备联网回控停线,确保零不良品流出。结合实时SPC数据监控,提升设备制程参数、产品检测结果等关键数据的一致性与稳定性,基于趋势变化及时发出预警,降低产品不良风险,提高异常处理效率。
2.4 WMS仓储物流解决方案
仓库管理以原物料管理、车间内配送、WIP/成品管理为核心,依循生产计划串连仓储与搬运设备实现按需供给,控管与优化仓库内各类资源的存储与移动。比如原材料仓透过弹性化自定义上架与拣料策略,加速人员作业;车间内配送基于站点物料消耗与低水位预警,拉式物料配送,降低线边物料堆积与产线待料停机风险。
2.5 EAP设备联网解决方案
EAP设备联网解决方案,核心解决两个议题:怎么联和联什么,前者的重点在于广泛的通信协议支持,后者在于如何与设备厂商定义接口内容。对于前者,EAP设备联网方案支持多种国际通信协议,透过简易灵活设定快速联网;对于后者,台达基于国际标准和自身实践总结的设备联网建议规格,涵盖了从设备基础连网能力、在制品管理、设备状态管理、配方管理等多个面向,与制造执行系统(MES)、统计制程管制系统(SPC)等全面整合,可达成提高设备稼动率、完善在制品管理、达成全履历追溯与有效风险管控等多项效益。
2.6 SVP可视化管理解决方案
秉持KPI管理经验,可视化管理解决方案核心在于让管理层更清晰掌握制造过程与结果数据(以及两者的关联性),以数据驱动车间生产改善闭环,提升车间生产与管理综效。其关键内容包含以制造(Production)、质量(Quality)和设备(Machine)三大面向展开的KPI结果指标与过程量,及其关联分析,不仅实现制造流程的透明化(数据可视),更为管理层分析产能/质量损失提供可信任的数据分析和原因指向,加速制造改善的PDCA循环。
3 代表性及推广价值
台达提供顾问咨询、诊断建议、解决方案实施与系统整合完整服务,协助客户制定智造蓝图。遵循“数据与流程服务于制造管理改善”原则,基于不同客户的管理侧重选择合适的应用场景,将过往累积的最佳应用(best practice)导入客户案场,提升管理综效,且兼具成本效益。台达解决方案的模块化设计,更是为不同群体的客户,因应生产规模不同、自动化能力不同、仓储内物流管理方式不同等主要面向,特别优化产品设计,透过不同模块选配与集成,满足不同群体客户的核心需求。
以台达导入案例的某电子厂为例,该厂的主要问题为:
(1)客户众多,产品管控方式以及严谨程度不一;
(2)产线换型频繁,需缩短换线时间以提供充足的上线前置作业;
(3)厂内物料丢失严重,需管理物料进出与耗用记录;
(4)大客户交期短,反应时间需及时,系统需支持生产临时插单;
为此台达总结过去50年的电子制造经历与管控模式以及导入顾问经验, 为该厂建置MOM管理系统,建立料件与配方比对机制,自动验证物料上机内容;串接机台记录投料与生产数据,自动验证料件加载生产参数配方并于生产中盘点料件余量;建立在制品与多序号关联对应,提升在制品投入与管控;建立仓储物料管理机制,强化来料管控与上料点检作业,并与AGV自动搬送整合。经过台达顾问协助诊断问题与导入改善方案实施后现场显著改善,举例如下:
(1)系统化控管物料与库位,减少人员作业时间;
(2)投料自动验证与质量实时监控取代人工操作,减少人员干涉降低错误产生机率;
(3)生产配方自动下载换线与产线实时管理;
为客户带来实质性效益,包含纸本作业降低67%,产线生产效率提升35%,缩短换线整备时间36%等。