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《查爾斯觀察站》工業4.0之我思我見—自動化就萬事OK?!


前一陣子台灣的製造業吹起『工業4.0』的風潮,一時處處聞啼鳥,各家公司都推出所謂最先進的自動化活動。我也因緣際會,有幸參觀了某公司的『工業4.0』活動內容,現在我們公司也在推行Smart Factory的活動,希望藉此能夠提升工廠的生產效率與產品品質。

我參觀的這間工廠介紹了他們如何把生產數據統合、整理成定期『自動展示出來的推移圖』、現場搬運自動化、倉儲系統的資訊與領料作業的自動對比(避免領錯料與自動計算庫存量)、生產線上SOP的自動更新等等很先進的數據整合系統。 同時在10月中旬我到蘇州廠參加活動,BMS的幹部也介紹了我們的Shop Floor系統,告訴我蘇州廠如何把生產線上的raw data轉換成圖表,我也覺得很棒、很有現代感。 看了兩個工廠的所謂『自動化』活動,內心想起了1990年我剛進入台灣飛利浦當製程工程師的時候,一切的管製圖都是手繪的,管制上下限、標準差、Cpk等等統計品管的數據全部都是手工製作,感覺以前好遜,資訊的及時性不如現在。

​​但是我也開始擔心『自動化的結果是沒有人關心生產線上的即時資訊,一切數據的統計只是為了告訴人家,我們有在蒐集數據』而已。​​

1990年代,電腦軟體還沒有像現在這麼發達,我們必須深入了解管制圖、抽樣計畫、線性迴歸等等統計品管的知識(30年前台灣飛利浦的工程師必須修完半年的統計品管,而且考試80分以上才及格),才能勝任工程師的工作。所以我們都是自己用很陽春的Excel畫格子,然後把管制圖掛在生產線上,每天一點一點地劃,一張管制圖畫完了,自己計算標準差、中心值、Cpk然後製做下一張的管制圖。

因為所有的管制圖都是工程師手工製作,所以每個人就必須時時刻刻關心生產線上的變化,有任何管制圖定義的異常情況,都必須要趕快找原因、下對策,不可能發生沒有人看管制圖的情形。我問起現在的工程師「你有每天在看管制圖或趨勢圖嗎?」得到的答案幾乎沒有人這麼做。這就是我擔心的情形,數據蒐集電腦化之後,因為很方便,到處都是管制圖(隱藏在電腦裡面),反而沒有人在看了。​​

另一種隱憂是『設備自動化』後,因為設備不會思考,所以生產出一堆不良品,經過人員檢驗產品後,才發現已經做出一大堆不良品。我在台灣飛利浦時因為會講日語的關係,帶著日本顧問到處診斷現場的問題,以及提出改善方法,其中一項很重要的就是『設備自働化』(請注意有人字邊的働)。所有的工廠都會因為要節省人力成本,大力推行自動化,唯一的目的就是砍人頭、省成本,這原本是好事一樁,但是因為設備本身沒有檢查的功能,以至於機械化的作業,產品有瑕疵也無法立即發現,製造成龐大的損失。

現在很多公司在推機械手臂取代人力,我就很好奇萬一機械手臂鎖的螺絲繃牙,或者焊接的接點有空焊、假焊時,機械手臂會不會舉手向主管報告?為了減少這種情形發生,我以前接受到的教育訓練是:『機械手臂或測試設備要有sensor,一旦探測到產品加工有瑕疵時,會自動停止,並且發出Alarm』。

再談到『自動搬運機-AGV』,我上次參觀的工廠很自豪的說明因為導入AGV,省了多少人力,我以前的公司也有導入AGV取代人力。然而有些公司雖然導入AGV,但是物料、成品的loading、unloading還是需要人作業,因此產生了AGV在搬運途中,人力並無法減掉,只是站在機台旁邊等AGV來的情形。 我們知道,因為物料離我們太遠,或者產品/半成品暫放區離生產點太遠,才需要搬運。假如我們把layout重新規劃一下,或者利用輸送帶把兩個工作站連結起來,就不需要AGV了。當然工廠廠區大的時候,總是免不了要搬運,但是我認為在導入AGV之前,先檢討layout會比較省錢一些。

要是工廠自動化就稱做『工業4.0』,恐怕跟原來德國推『工業4.0』的主旨有差距,而且我認為工廠不必為了自動化而自動化,先把作業程序精簡、Layout改善,讓加工程序變少、搬運作業取消,就不需要投資大筆金錢做自動化了。何況自動化後,為了維修保養設備,勢必又要投入不少金錢。 記得以前日本顧問經常講一句話『掃除現場的Muri(困難的作業)、Muda(沒有附加價值的作業)、Mura(沒有標準的作業),工廠的成本就會降低』,我很同意這句話,投入大筆資金購買設備之前,先檢討一下我們的設備是不是已經被利用到極限了,這個態度很重要。

【工業4.0】維基百科敘述如下:

工業4.0(Industry 4.0),或稱第四次工業革命、生產力4.0,是一個德國政府提出的高科技計劃。用來提昇製造業的電腦化、數位化和智慧化。德國機械及製造商協會(VDMA)等設立了「工業4.0平台」;目標與以前不同,不是創造新的工業技術,而是將所有工業相關的技術、銷售與產品體驗統合起來,是建立具有適應性、資源效率和人因工程學的智慧工廠),並在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴。

其技術基礎是智慧整合感控系統及物聯網,最終將能建構出一個有感知意識的新型智慧工業世界,能透過分析各種大數據,直接生成滿足客戶的相關解決方案產品(需求客製化),更可利用電腦預測部分原生狀況,例如天氣預測、公共運輸、市場調查資料等等,及時精準生產或調度現有資源、減少多餘成本與浪費等等(供應端優化),需要注意的是工業只是這個智慧世界的一個部件,需要以「工業如何適應智慧網路下的未來生活」去理解才不會搞混工業的種種概念。

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