自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展多年,技術(shù)已相當(dāng)成熟,不過整體設(shè)備價格昂貴,因此多數(shù)臺灣製造業(yè)者的自動化機制都還不完整,以電腦組裝業(yè)為例,自動化程度就非常低,在電腦組裝工廠裡,通常只有SMT製程擁有半自動化,至於其他製程如插件、組裝、品管檢驗、維修等,則大多還停留在人工作業(yè)。
另外,其他電子產(chǎn)品的自動化程度,雖然比電腦組裝高出一些,但仍有部分製程屬於人工作業(yè),像是包裝就只有半自動化,在品質(zhì)測試階段,仍採用人工作業(yè),硬體設(shè)備方面無法全面自動化,就必須利用軟體工具,來達(dá)成在製品生產(chǎn)追蹤、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料收集、以及原物料管控等生產(chǎn)線管理,提升自動系統(tǒng)的智慧化。
在前面中提到的SCADA、MES等軟體,在自動化系統(tǒng)中各司其職,SCADA具備監(jiān)控以及資料擷取功能,透過與機臺的整合,可以擷取來自控制器硬體設(shè)備的參數(shù)資料;不過,由於SCADA價格昂貴,再加上其缺乏如MES系統(tǒng)所擁有的後端管理功能模組,因此一直以來,臺灣多數(shù)工廠在選擇建置資料收集軟體相關(guān)系統(tǒng)時,使用SCADA的企業(yè)並不多。
不採用SCADA,企業(yè)通常選擇建置MES。不過目前許多業(yè)者對MES的定義模糊不清,有些人甚至認(rèn)為MES就是SFC,其實,原本SFC並非意指一套軟體,而是一個事件,也就是其文字意義上的「工作現(xiàn)場管控」行為,至於MES則是一套軟體,做為協(xié)助執(zhí)行工作現(xiàn)場管控的系統(tǒng)工具,也就是說,MES與SFC一個是工具、一個是事件。
透過軟體整合 提升自動化效益
然而,隨著ERP廠商將用於生產(chǎn)線上的模組稱為SFC,使得SFC這個名稱從原本的「事件」變成「工具」,再加上獨立的MES軟體業(yè)者為了擴大其產(chǎn)品線,也在MES系統(tǒng)中推出SFC模組,因此,使得MES與SFC的定義愈來愈模糊。
就兩者的功能來看,ERP底下的SFC模組,功能較MES系統(tǒng)簡單,SFC主要功能偏重在製品追蹤、人員效率評估及產(chǎn)品追溯;但是,SFC缺乏與機臺整合的功能,所以,自動化程度較低的電腦組裝業(yè),在生產(chǎn)線上的軟體工具通常被稱為SFC。

圖1 : 軟體工具可達(dá)成在製品生產(chǎn)追蹤、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料收集以及原物料管控等生產(chǎn)線管理,提升自動系統(tǒng)的智慧化。(Source: Siemens) |
|
如果是自動化較高的工廠,其軟體系統(tǒng)必須與自動化機臺連線,則會選擇獨立的MES軟體。除了與機臺連線,MES的模組還有很多SFC所沒有的功能,例如物料管控、機臺預(yù)防保養(yǎng)等作業(yè)流程,MES都有相對應(yīng)的應(yīng)用模組。
為了讓系統(tǒng)內(nèi)部的資訊盡可能通透,這些軟體都必須進行整合,唯有透過整合,才能將工廠自動化效益提升到最高,以汽車製造業(yè)為例,在汽車製造組裝的流程中,涉及的資訊系統(tǒng)不論大小即多達(dá)數(shù)十個,包括產(chǎn)品系統(tǒng)、訂單系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、品質(zhì)管理系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、即時供貨系統(tǒng)、提前供貨系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng),這些系統(tǒng)彼此間的資訊都必須互相通透,才能將工廠軟體效益提升到最高點,尤其汽車製造都是採用混線生產(chǎn)方式,要在最短時間內(nèi)將汽車組裝完成,且達(dá)到品質(zhì)要求,完善的資訊系統(tǒng)支援非常重要。
要完善工廠生產(chǎn)線自動化,提升品質(zhì)及產(chǎn)能,MES與其他軟體系統(tǒng)的整合,會是重點之一,這部份需要整合的部份相當(dāng)多,包括與ERP、SCM、WMS(倉儲管理系統(tǒng))的整合都不能少。
在製造業(yè)軟體系統(tǒng)架構(gòu)中,WMS通常建構(gòu)在ERP系統(tǒng)下,因此,MES系統(tǒng)只要與ERP進行整合,通常就可以做到與WMS系統(tǒng)的資料互通,例如將MES與ERP整合之後,生產(chǎn)線的作業(yè)人員可以透過MES系統(tǒng),直接找到ERP所開的工單,取得當(dāng)日應(yīng)該進行的工作項目;接著,倉庫要發(fā)料到生產(chǎn)線,也必須確認(rèn)ERP系統(tǒng)有開立發(fā)料單,透過ERP精準(zhǔn)的BOM表,來避免生產(chǎn)線上出現(xiàn)缺料的問題。
釐清需求 破除效率至上迷思
目前許多製造業(yè)者都已導(dǎo)入MES系統(tǒng),但是,MES系統(tǒng)架構(gòu)龐大,新模組及新功能也仍持續(xù)在建置中,資訊部門是無法停止關(guān)注。MES功能模組多且複雜,包括生產(chǎn)追蹤、品/質(zhì)控管、設(shè)備管理、機臺預(yù)修保養(yǎng)、物料控管、載具管理、警示管理……等將近20個模組,如果要企業(yè)全數(shù)導(dǎo)入費用偏高,也沒有必要,如果可以正確掌握導(dǎo)入MES的方法,一樣可以用較低的費用達(dá)到最佳的效益。

圖2 : 要完善工廠生產(chǎn)線自動化,提升品質(zhì)及產(chǎn)能,需要大量整合不同系統(tǒng)。(Source: Flex) |
|
企業(yè)導(dǎo)入MES通常應(yīng)該依照工廠需求,來判斷應(yīng)該使用哪些功能模組,惟有了解需求,才能選擇正確的應(yīng)用。那麼,企業(yè)要如何釐清自己的需求?
首先企業(yè)導(dǎo)入MES系統(tǒng)的主要目的,不外乎希望藉由MES來提升工廠產(chǎn)能、縮短生產(chǎn)時間、提升產(chǎn)品良率、追蹤產(chǎn)品,整體而言,就是要達(dá)到降低生產(chǎn)成本以及提高客戶滿意度,具體來看,主要KPI可以放在生產(chǎn)線效能、產(chǎn)品品質(zhì)以及關(guān)鍵物料耗用等三方面。
在生產(chǎn)線效能方面的KPI,包括產(chǎn)能利用率、機臺稼動率、生產(chǎn)線效率、產(chǎn)出達(dá)成率、投料達(dá)成率等面向;在產(chǎn)品品質(zhì)的KPI則包括進料檢驗批退率、出貨品質(zhì)控管、產(chǎn)品良率、品質(zhì)控制漏檢率等;關(guān)鍵物料耗用則視產(chǎn)業(yè)有所不同,以LCD產(chǎn)線為例,其關(guān)鍵物料耗用的KPI指標(biāo),包括Cell損耗率、PCBA損耗率、ACF損耗率、自責(zé)破片率等。
設(shè)定適當(dāng)KPI 破除過去迷思
當(dāng)然,在設(shè)定KPI指標(biāo)時,必須與企業(yè)整體策略連結(jié),而且要謹(jǐn)慎制定錯誤的KPI或者是訂下過多的KPI,因為錯誤的KPI會損耗系統(tǒng)效率,而過多的KPI則會讓使用者不知道重點到底為何,所以,企業(yè)在導(dǎo)入MES系統(tǒng)時,切記要避免落入制訂愈多KPI效率越高的迷思。
例如在品管時,若未導(dǎo)入MES之前,不良品均採人工記錄方式,在作業(yè)結(jié)束後才能得知其呈報數(shù)字,資訊的正確性、即時性與透明度不足,另一方面統(tǒng)計及查詢耗費人力;而導(dǎo)入MES後,所有的資訊上線,透過條碼讀取器的掃描,所有不良品的產(chǎn)生原因、檢驗負(fù)責(zé)人等資料會立時紀(jì)錄在系統(tǒng)中,廠管人員可在第一時間看見所有資料,而這些資料蒐集儲存在資料庫中,也可累積紀(jì)錄成趨勢圖表,供管理人員參考;此外,對企業(yè)更進一步的貢獻是,既有國內(nèi)外客戶對此系統(tǒng)提供的服務(wù)非常滿意,對新客戶的開發(fā)也提供相當(dāng)?shù)闹妗?/span>
這些效益不容易轉(zhuǎn)化成數(shù)字,但在實際運作時,卻可明確發(fā)現(xiàn),MES的效益可分為主動產(chǎn)生與被動產(chǎn)生,主動產(chǎn)生為現(xiàn)場作業(yè)的防錯、防呆功能,RoHS法規(guī)限制物質(zhì)的辨認(rèn),就屬於此類,被動指的則是現(xiàn)場生產(chǎn)資訊的產(chǎn)生與蒐集,透過MES系統(tǒng),生產(chǎn)資訊變得即時而透明,不但讓管理者可以即時掌握生產(chǎn)動態(tài),資訊的透明更可打開生產(chǎn)環(huán)境原本的黑箱作業(yè),建立標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程及製程參數(shù)。
以整合達(dá)到效益最佳化
在產(chǎn)品選擇方面,建構(gòu)MES時,與其他系統(tǒng)整合是非常重要的部份,許多企業(yè)在整合過程中,經(jīng)常面臨整合的一些難題,包括異系統(tǒng)之間整合有問題,以及整合之後出現(xiàn)資訊流與物流不能同步的障礙,異系統(tǒng)之間的整合要完善,平臺是否相互支援是重點,由於多數(shù)製造業(yè)都是先導(dǎo)入ERP系統(tǒng),再接著導(dǎo)入MES系統(tǒng),因此業(yè)者選擇自動化系統(tǒng)軟體產(chǎn)品時,一定要以考量其是否與已經(jīng)建置的原有系統(tǒng)相互支援。

圖3 : 系統(tǒng)整合時,對於平臺間的相互支援程度,一定要能全面掌握。(Source: Packaging Digest) |
|
通常,企業(yè)在完成系統(tǒng)整合時,仍還會有許多問題存在,有些工廠儘管已經(jīng)將MES與ERP整合,達(dá)到即時資料互通機制,但是,有時候MES系統(tǒng)裡的資料,會因為生產(chǎn)線發(fā)生臨時狀況而導(dǎo)致資料不準(zhǔn)確,例如生產(chǎn)線的工作人員沒有準(zhǔn)確刷條碼、機臺故障等,都可能致使MES系統(tǒng)裡的庫存數(shù)量不夠精確。
會出現(xiàn)這樣的問題,原因在於這些製造商當(dāng)期生產(chǎn)線上出現(xiàn)問題時,仍選擇繼續(xù)生產(chǎn)線,如此,當(dāng)然會導(dǎo)致MES與其他介接系統(tǒng)的資訊不同步,且落差會愈來愈大;不過,會選擇持續(xù)生產(chǎn)的業(yè)者,多以生產(chǎn)低單價產(chǎn)品的企業(yè)居多。
如果是生產(chǎn)高單價產(chǎn)品的製造業(yè)者,一旦MES當(dāng)機,最好是當(dāng)下暫停生產(chǎn)線;研華臺灣區(qū)製造總廠長江其庭就指出,該公司的MES系統(tǒng)一旦斷線,生產(chǎn)線就會停線,同樣的道理,高單價產(chǎn)品,相對其成本也較高,若MES與其他資訊系統(tǒng)資料無法同步,對企業(yè)造成的損失相對擴大,最保險的方式還是暫時停機找出問題。
系統(tǒng)整合的目的就是要達(dá)到效益最佳化,如果整合之後還有問題,問題將會層出不窮;因此在進行系統(tǒng)整合時,對於平臺間的相互支援程度,一定要能全面掌握,自動系統(tǒng)的智慧化才可發(fā)揮至極致。
**刊頭圖(Source: Plataine)