模具的優劣是產品品質極為重要的關鍵,舉凡塑膠射出衛浴用品、工業用的螺絲螺帽、大型汽車鈑金等,有了優質的模具,再搭配精湛的製程技術,才能充分凸顯產品的商業競爭力。成立於1976年的禾新國際股份有限公司,從事金屬沖壓零件的生產,服務行業有消費電子、電信、汽車、門鎖、緊固件、航空、醫療應用和其他五金行業等,截至目前為止,禾新已成功為國內外客戶開發了五千多副模具。但隨著電子業、3C、汽車等產業的產品週期越來越短,許多產品廠商對零件外包商交貨時間的要求也愈來愈嚴苛,禾新在面臨產業升級的威脅與挑戰之下,決定展開數位轉型的步伐,以因應全球智慧製造的浪潮興起。

用機上盒分析生產數據

禾新總經理李啟榮指出,原物料(鋼捲)經過模具沖壓成形的成品,需要詳細統計產能,早期的做法是技術人員早上先將機器的計數器歸零,然後下班前再逐一紀錄每台設備的數字。然而,只要有人為疏失,例如早上忘了歸零,產能統計就會發生錯誤。即使錯誤不常見,但生產流程一關接一關,只要數據不準確,就可能導致來料比排工還多,生產排程就會大亂。

雖然了解自家產線的生展過程存在既有問題,禾新國際卻始終沒有找到有效的解決方法,直到大約七年前,本身了解程式撰寫,具有IT 背景的李啟榮與公司擁有開發自動化解決方案專才的員工共同合作,展開公司的數位化轉型,決定導入I/O卡(Input/Output,可為資訊處理系統輸入與輸出訊號或數據),以此紀錄機台的訊號並且監控紀錄。

禾新一開始使用的是現成的I/O卡,儘管能夠紀錄的訊號類型有限,初步還是能夠達成目的,但因為是有線方式,會因為斷線而導致訊號不穩定。於是在使用I/O 卡兩年多之後,禾新就開始尋求更好的I/O裝置,在金屬中心的協助下,改用廠商提供的機上盒(SMB),搭配無線模組,將訊號丟到伺服器,管理者可於遠端即時監控產線狀況,透過分析大量生產紀錄,即時產出機台效率。

相較於I/O卡,機上盒裡面的I/O系統及無線模組,可以避免機器的油氣侵蝕。除了紀錄訊號外,也能反饋機台狀況,如異常狀態、維修、生產等不同的狀況,成為檢測設備跟生產機台間溝通的橋梁。此外,系統可以建構用戶需要的使用者介面(UI),展示用戶需要的數據,而且提供非常完整的教學,讓會寫程式的李啟榮大展身手,將機上盒的功能發揮得更好。改用機上盒的另一個重點,是希望能從有線變成無線。改走無線可大幅度降低布線建置的成本,也不用擔心線路被車子壓到或被老鼠咬壞。

禾新國際於產線配置SMB智慧機上盒,以管理生產機台效率。

需考慮人員配合意願

以往禾新若想知道過去五年九月份的機台稼動率,或是有無異常狀況時,需用人工方式計算。現在透過機上盒可以看到精細的資料,如機台稼動率從40%提升到67%,而且預估生產時間更加準確,包括產量、生產速度的計算,都可以用過去累積的數據來估算。

李啟榮表示,在導入機上盒的過程中,需考量人員配合的意願,並且讓現場人員慢慢熟悉操作。此外,現場人員難免覺得受到監控而有心理壓力,所以管理者需與員工溝通,一起找到解決問題的方式。先讓現場人員感覺到系統對自己有幫助,再來討論如何改善工作現場,比較不會產生誤會。

透過數位管理系統,可將產線重要資訊統整分析,便利管理。

在機上盒陸續運作後,現場人員無需一直盯著機器,也培養確實回饋數據的習慣。前台會輸入預計產能,並且預估完成的剩餘時間,作業人員如果看到速度超過預期,也會更有成就感。管理層得到更清楚的資訊,有助於分析問題,找到解決方案,無須再一一詢問追蹤。

模具雲促成技術及業務交流

機上盒建置加強了即時生產狀況的可視性,藉由分析生產時產生的大量數據,為模具或是機台狀態提供優化參數,利用數據數位化比對不同生產參數下的生產狀況是否有改善。當成功的數據案例出現後,即可創造更佳優化的製程,將此優化內容展示分享,成為禾新國際與業界互動及宣傳自家商品的機會。

由金屬中心建置的「台灣智慧模具雲」提供了平台,讓模具產業的業者們能彼此分享模具開發製成的生產成果,禾新目前也是「台灣智慧模具雲」平台的成員之一。李啟榮表示,模具雲除了協助業者開發模具外,還能提供技術交流,一旦公司解決了某個技術問題,或是設計出某個突破性的產品,就可以上傳到平台,平台會加以分類,讓製造業者、材料廠商和供應商都能快速搜尋自身所需的資訊。

模具雲的上傳格式特別針對模具業來設計,例如將模具細節的表單(如壓力數據)變成資料庫,能讓業者看到關鍵資訊而完成媒合。2021年2月日本業者來台尋求國內廠商合作電動車零組件代工需求,就是透過模具雲找到禾新國際並與之合作,預估為其增加每年至少新台幣2,000萬元的營收。

李啟榮指出,金屬沖壓模具業許多公司都還停在傳統型態,要推廣數位轉型有其困難,如果能把模具相關技術資訊轉移到模具雲上,有了結構性資料庫,就會有共通的語言,資料量累積愈來愈多,就會更有價值。

員工透過智慧機上盒工具,遠端監控機台生產狀況,隨時調整產線運作。

數位轉型得效益 按部就班穩穩走

觀察機上盒導入後的實質效益,李啟榮認為可以分成「改善」與「增加」兩部分。 過去龐雜的資料記錄流程透過自動化管理,報表整理時間大幅度縮短,生產時程與人力花費有了立即的改善。目前禾新的機上盒紀錄區隔是一分鐘紀錄一筆,且隨時可以依照設備需求增加或縮短,龐大的生產數據配合其他的分析因子,例如環境溫度、照明、月份、每日作業員出席率、原物料投入時間等,皆可藉由數位輔助工具進行資料探勘,進而發覺過去未曾思考過,會影響生產數量的因素,透過數據分析調整,一方面降低錯誤成本,另一方面也就增加了生產效益。

除了直接影響的實質效益,數位轉型也帶來了無形的效益,例如企業形象的提升,搭配數位工具的管理力,較容易讓客戶對企業產生信心,提高合作成功機會。禾新意識到,透過數位整合讓客戶可以直接了解產品生產狀況與進度,將是未來數位轉型重點方向之一,尤其海外客戶占有一定比例,若能提供客戶可查詢重要資訊的平台(例如可即時查詢庫存狀況、生產進度等),則可減少業務人員每天處理客戶詢問郵件的工作量,讓傳統製造產業逐漸走向類似網路電商的經營模式。

李啟榮最後建議,企業如果要做數位轉型,對應窗口不只要對數位技術、程式規劃有概念,還要了解自己的需求。如果由高階主管主導更好,因為需要做很多決策。數位轉型是無形的資產, 如果沒有相關背景,會難以評估成本及效益,如維修或教育費用, 所以考量轉型成本和風險效益,最有保障的方式,就是階段式轉型,一步一步嘗試調整,透過達成各階段的轉型目標,逐步證明數位轉型的好處。

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