背景
全球半导体领导厂商拥有超过 25 年的深厚制造历史,专注于精密加工,为高科技产业提供关键零组件,包含光罩传载、晶圆传载解、载板传载等类产品。该家制造商致力于将智能制造融入全球制造网络,通过大量投资自动化设备、数据分析工具和人工智慧技术,他们将传统生产线转型为更高效、更灵活、更智能的制造模式。
针对光罩盒外盒组装工站,该厂导入 PowerArena HOP 行为分析系统,帮助检视人工制程步骤,进一步优生产流程。
SOP 优化困难怎么解?
工程部工程师:「我们忽略 『SOP』设计的盲点。」
IE 发现当 SOP 实际于产线上执行时,往往和想像中的规划有落差。原因来自于新人还未熟悉作业、技巧不成熟,也来自于老手有固有的习惯手法,即使 IE 给出相同 SOP,每个作业员的表现恐有显着的不同,导致了组装品质的不一致与管理困难。
导入 AI 视觉,AI SOP 再进化
在该专案开始前,PowerArena 经过与厂长、IE 工程师多次讨论,共同订下更细致、完整的 SOP。再一次进行标准化作业流程不仅是为了 AI 模型的训练和辨识,也帮助产线从人因工程的角度重新审视制程,提高加速生产的可能性。更细致的 SOP 包含料件、工具的摆放位置、彼此间的距离,考量进左撇子/右撇子的不同作业习性等。
IE 手上的生产数据永远不足?
工程部主管:「为什么以前可以,现在不行?」
该厂 IE 分享,以往主管质疑改善工程的正当性时,IE 缺乏数据和影像佐证。异常发生后,通常是由作业员“靠时间”弥补错误,但因为没有全时段做纪录,这额外花费的时间无法追溯。
AI 数据+影像,优化产线基础证据
在工站上部署摄影机,开始 AI 视觉即时分析。HOP 准确地辨识作业周期时间(CT, Cycle Time),将组装光罩盒外盒的 20 个步骤完整记录,全时段搜集生产时间,取代费时耗力的人工量测,排除人为检视的疏失外,也解放管理人力,让 IE 不再因这些繁琐但必要的测量工作,压缩其他任务的处理时间。
有了影像记录,也代表 IE 握有“浪费”发生时的具体证据,这在向产线管理者、生产工程师或作业员展示异常时尤其宝贵。数据加影像两者结合做呈现,IE 可以回答主管的疑虑,证明改变的必要性。
在重工或改善进行当下,有影像记录作检视,追踪进度与成效,再也不会找不到异常发生的原因。IE 可以精准地指出错误源头,并且有力地提出具体对策,稳扎稳打地执行改善计划。
如何破解老师傅的旧习和新人的生疏?
对于该组装站来说,管理者发现了经验老道的作业员,容易依照旧有习惯进行组装,而新进人员容易执行出错或是忘记步骤。人员作业下的多种变异难以防范,但只要脱离标准作业程序,都可能导致不良品的产生。
AI 即时警示,错误立即纠正
HOP 可以提供即时 AI 警报,进行第一层把关,在错误发生当下,如作业员暂停作业的时间过长,发出警示声,马上提醒作业员,也能同时发送异常讯息给管理者,第一时间给予提醒。
HOP 也可以过滤出这些有问题的影相片段,减少长时间手动检视大量生产影片的人力,节省了宝贵时间。透过 AI 警报标记问题区间,IE 能方便还原问题始末,查明错误来源,并且能更加专注于审视导致异常发生的前因后果。
作业员培训和调度成本居高不下?
该工站作业员有时会需要短暂地支援其他产线生产,当回到岗位时,可能会有忘记先前步骤的情况发生。这些重新记忆的时间,就成了支援其他产线的隐藏成本,拖慢整体产出效率。
数字提示,强化作业
如果忘记先前暂停的作业步骤,作业员可以查看一旁的电脑荧幕,借助 HOP 的数字提示确认下个动作,确保组装得以正确地接续进行。
如果该站的月产量增加,加入来自其他产线的作业员协助支援,数字化的 SOP 也能帮助作业员加速熟悉组装动作。
这在扩展新产线、教育新进员工上,将发挥更大的效用。原先得花约半天时间做组装教育培训,现在有了 HOP 协助确认和提醒,训练时间可以缩短至两小时内结束,使新员工更快地融入生产线,并且提升了整体作业的品质和效率。
成效
提高 19% UPH
在 6 个月的时间中,该站作业开始到结束(start to end)的平均组装 CT,从 3.5 分钟加速至 2.8 分钟,最快作业时间甚至可以达到 1 分钟,整体 UPH 提高了 19%。
AI 数据驱动的制程优化,协助实现生产效率提升。 HOP 完整搜集和分析大量作业时间,系统能集成关键生产指标,如产品序号、机号、OK/NG、做错步骤、原因等,便于管理者规划决策。此外,AI 标记的问题影像在人员动作改善和问题溯源上,都能帮助准确识别瓶颈,从而达到有效的员工培训与障碍排除,提高 UPH。
维持良率 95%,直通率 97.6%
对于所有要求高品质的精密加工制造业来说,维持良率的困难度来自于复杂的制程和精细的工艺,这让生产环节出现了很多出错的可能性,即使是微小的瑕疵也可能导致产品被判定为不合格,容错率极低,对细节控管稍有疏失,就可能影响品牌信誉。
有了 HOP,产线管理者在维持良率的信心和轻松度大幅上升,品管人力资源释出,可以将时间花在更有价值的策略规划上。该站稳定维持良率在 95%,直通率 97.6%。原本可能犯的组装错误,例如料件漏装,都不会再发生。AI 视觉 24 小时协助检视产线,马上警示异常,支援影像与讯息随时撷取,因应即时需求,让管理者了解生产现状,当下纠正错误、减少重工和废品,不需再因为数据缺口而受限,可以握有完整资讯,专心进行异常排除,让 IE 优化工作无后顾之忧。
全面透视产线,铺路制造全自动化、移转扩产
该厂以全自动化生产为最终目标进行转型,机台已经可以包办清洗、包装、量测等作业,剩下仰赖精密度和灵活性的组装,仍然难以割舍人力。HOP 透视组装工站,作为进入全自动化前最有利的工具,更细节地掌握每一刻的生产状况,帮助管理者更了解产线。
与 HOP 共同打造出一条模范产线后,制造商可以快速地复制已经建立起的标准化生产环境,大至工站间距,小至工具摆放位置、厂区流明等,将生产线扩展到新工厂时,HOP 能确保新产线快速上轨道,具有可移植性,持续协助无缝生产。在面对无法更动的环境差异时,像是天花板高度或照明颜色变化,HOP 也能透过加入新的数据,重新训练模型来应对这些变化,进一步提升系统的适应性。
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HOP (Human Operation Platform)
PowerArena 行为分析系统 (Human Operation Platform, HOP) 是 AI 视觉驱动的智能制造解决方案。HOP 可视化生产作业,为劳力密集的产线,提供即时、透明化的生产资讯。HOP 具备24/7 影像搜集、AI 视觉分析与随时回溯等特点。
HOP 分为三级应用:第一级应用为数字工站,从整合多样感测器数据开始,搭建由影像为基础的生产履历;第二级应用 AI 线平衡,解析人员作业,AI 全时段搜集生产数据,精准 CT 和根源分析支持优化工程;第三级应用为 AI 防错防呆,SOP 即时把关,制程当下检测作业行为,预防错误以提升良率。
HOP 为优化生产效能,持续提供有价值数据,强化企业竞争力,为制造商步步建构智能工厂。
关于 PowerArena
PowerArena AI 视觉系统领衔全球制造业,于 2022 年由全球最大管顾之一 Frost & Sullivan 评比为制造业电脑视觉中最有竞争力品牌。全球前五大 EMS 厂有三家已使用 PowerArena AI 视觉优化生产效能,提升“人员”产出价值。PowerArena 由前资深 Google 工程师创立,现于台湾、美国、墨⻄哥、中国、香港等地都有服务据点。