MES 資通製造執行系統 CPS ISA-95 資通電腦 NTT Data 鼎華智能

導入各方資安日誌剖析事件 結合UBA鑑別使用者高風險行為

MES扮智慧工廠要角 本土自主研發展優勢

2021-10-12
近年來各行各業運用發展已相當成熟的資訊科技技術,提升數位化程度,進而朝向智慧化逐步邁進,在COVID-19疫情催化下更加積極投入發展。尤其是台灣為數眾多的製造業,以揚名海外的高科技製造大廠為標竿,參考國際自動化協會通過的ISA-95標準實作虛實融合系統(CPS),讓工廠內部資訊技術(IT)與操作技術(OT)相互整合,提高場域數位化程度以奠定智慧製造的基礎。

 

採購經理人指數(PMI)是國際上普遍用以衡量製造業的體檢表,其綜合五個擴張指數加權而成,包括新訂單、生產、從業人員、配送、存貨,最後產出的指數以50%為分水嶺,超過50%表示製造業正逐漸擴張,低於50%則表示成長正逐漸減緩。根據中華經濟研究院統計,台灣製造業採購經理人指數(PMI)在今年(2021)8月為62.1%,已連續10個月維持在60.0%以上的擴張速度,足以顯見本土製造業的榮景。

根據經濟部統計處最新發布今年(2021)第二季的製造業投資及營運概況調查統計,製造業固定資產增購(配合國民所得統計定義不含土地)達4,291億元,創歷年同季新高,季增4.7%,主要由於全球市場需求殷切,因此電子零組件業、化學材料業、金屬製品業、機械設備業等皆積極擴充產能及升級製程設備。在營業收入方面,第二季台灣製造業也交出漂亮成績單,達7兆9,092億元(含海外生產之收入),為歷年同季新高,來自於5G、高效能運算、車用電子等新興應用,引領化學、鋼鐵、機械、汽機車等主要傳統產業營收年增幅均超過二成。

為鞏固台灣製造為全球產業發展的關鍵推動力,順應市場需求少量多樣、大數據即時分析的發展趨勢,政府自2016年起就已著手推動「智慧機械產業推動方案」,讓兆元產業之一的機械製程,運用雲端、大數據、物聯網、機器人等IT與OT融合的技術,從精密機械演進到智慧機械與智慧製造,朝向「亞洲高階製造中心」的目標邁進。

從降低成本思維演進到提升體質

現階段製造場域普遍基於ISA-95標準建構IT與OT整合運行環境,其Level 1與Level 2為生產線的感測、操作、監督與控制運行流程,Level 3即為製造執行系統(MES)。對生產線而言,MES可說是提高數位化能力不可或缺的角色,銜接整體製造現場所有操作參數、狀態數據、統計分析,串連IT人員熟悉的企業資源管理(ERP)、商業智慧(BI)等資訊系統。

過去製造業著重降低成本的營運模式,相當仰賴部署ERP系統以輔助訂單與財務管理,隨著高科技製造、半導體等業者在國際市場上贏得競爭力,肩負產能效率、良率最大化的MES,便成為眾所矚目的焦點。

資通電腦產品總監曾文光觀察,過去幾十年來,製造現場管控指標很明確,主要是以成本為核心思維,包含派工人力、設備運轉時間等成本開支,從這個角度執行控管,通常無須用到資訊系統,因此多數工廠可能沒有導入MES,卻會引進ERP系統,採用現場控制模組,開放介面讓工廠廠務輸入資料。

MES本身有許多功能,從工單管理,到生產過程中人事時地物的記錄,建立基本的可視化能力,其核心價值是在製程能力、產品品質的提升,達到透明化、即時化、量化,藉此長期累積領域知識並轉化為企業競爭力,正是發展智慧製造過程中不可或缺的要素。 例如蓬勃發展的車用市場,無論原裝車廠組件或後裝市場零件製造,包含焊接、電鍍、塗裝等操作,皆必須符合IATF 16949 : 2016國際規範以確保汽車品質,人工抄寫的管理方式已不再適用,廠商若未建置系統管理,恐無力承接國際訂單。

系統輔助用最少工作創造價值 

NTT Data智慧製造發展中心技術總監趙山貴指出,不同產業對於MES的需求也不盡相同。例如製藥、食品等攸關生理健康安全,必須遵循嚴格的食品藥物法規,製造過程中負責管理的資訊系統,勢必得有能力提出生產履歷。

另一方面,種類相當多元的金屬加工業、扣件(螺絲或螺帽)、塑膠射出成型等,最終出貨的產品單價並不高,獲利有限之下即便數位化程度落後也無計可施,或許透過同業交流、廠商分享產業最新脈動,已逐漸理解轉型智慧製造是大勢所趨,問題是內部缺乏人才,根本不知如何制定計畫。除非承接訂單為高單價,客戶要求品質得達到一定水準,為了順利拿下訂單,業主才有積極的動力改變,甚至新建MES協助控管,達到訂單客戶的要求。例如以外銷為主的手機供應鏈、紡織、製鞋等,承接到國際級品牌大廠訂單時往往被要求提高數位化程度,否則明年將終止合作,才會有實質上的作為。

鼎華智能系統總經理嚴子翔指出,不管是半導體、自行車、汽車零組件等異質屬性的製造業,核心思維不外乎讓產能最大化、準時交貨,營收自然會隨之成長。製造過程得達到最佳化,才會反映在產能,MES就是要解決客戶如何改善製造現場的產能最大化。他舉例,傳統金屬加工業可能要做CNC車床、表面處理拋光、電鍍、包裝出貨,每個執行動作必須有能力相互串連,否則若訊息不透通,上個動作完工未回報,下個動作無法得知上個動作已完成,站點之間將增加無謂的停等浪費。

領域知識顧問引領發展智慧化 

以往製造業奉行的精實管理精神,用最少工作創造價值,首要得把未能增加附加價值的工作視為浪費,MES正適用於輔助持續改進工作的流暢度。例如在CNC站點開始生產時執行登入,完成後登出並通知下一道製程的領班,立即把在製品輸送到拋光處理的操作員,避免產生站點之間停等時間,進而縮短產品生產週期,更貼近及時(Just in Time)模式。

嚴子翔進一步說明,MES最基本的應用,即是加工中尚未完成之半成品的製造控管,以取代紙本抄寫、人工確認與催件。如今企業為了突破營收,轉向少量多樣的客製化生產,以提高毛利率,製造程序勢必得隨之調整,依據訂單要求調整生產線參數。此時,MES即可輔助廠長準確地掌握模具、機台、人員等狀況,把製造過程中的人員、機器、物料、方法、環境等相關記錄予以統整,讓小批量的生產亦可達到成本優勢。

對製造現場至關重要的MES在台灣市場持續發展已超過二十年,除了許多外商大廠,也造就了不少本土自主研發廠商,例如資通電腦、鼎華智能(收購艾碼科技)、致茂、翔威國際等,就連總部位於日本的NTT DATA,得到母公司NTT集團挹注成立智慧製造發展中心,台灣在地研發團隊也於去年(2020)推出EXC-MES。眾家方案供應商皆擁有長期深耕製造現場的專家顧問,可依據領域知識引導企業著手評估,運用數位化的力量先行實踐持續改善製程良率,為智慧製造奠定厚實基礎。


 


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