AI 解構智慧工廠:當工廠管理遇上智慧製造

By 方薪昀

廠長的一天從開完晨會,接著就是巡視工廠。身為工廠最高管理者,每天面對的可是極艱難的產線問題。他們身上既背負著打理好廠區的大任,另一邊又要好好跟決策層匯報工廠生產表現。又隨著各種機具的導入、和高度自動化的趨勢,近年更是趕搭 AI 熱潮。身為管理者,面對取代人力的自動化機具和解構 IE 工程師的 AI,該如何在這之中取平衡、提升工廠競爭力?

工廠三難:難預測、難減少、難提升

製造業工廠從業務接單到採購進料,接著生產組裝及最後測試到出貨,都需要有效率的流程串接支撐著工廠運作。然而市場瞬息萬變,客戶下單也是如此,急單插單是常見的狀況,接到大訂單本應是全體上下歡欣鼓舞的事,為何最後落得生產成本飆高,產線運作出現危機?

銷售量是生產管理的的出發點。若現實狀況跟預估值的偏差過大,將會有缺料,或者囤庫存的問題。少量多樣已經成為目前生產趨勢,這些預測變得更加困難。在這裡,工廠應以彈性決策為目標才能應付客製化的提高,精準估料。

鴻海提出的四個生產治理「降本、減存、提值、增效」,降低成本位於治理目標的第一位,可見其重要性。減少成本也等於減少支出,工廠除了追求高產,使用最少材料能耗也是大大關係著營運表現。

當你在搜尋欄鍵入「工廠效率低」、「工廠難產出」得到的搜尋解果,不外乎是工時過長,要求加薪,或如何改善工序的文章。由此可知工廠裡的「人」和「法」跟工廠整體效率有密不可分的關係。

發現瓶頸形成原因 消除工廠管理迷思

該做的我都做了,但為何不見改善? 花那麼多時間找出問題、解決問題,為什麼感覺越補越大洞? 其實我們在做工廠管理,多少帶入了一些迷思,也或許我們沒有發現更有效的解方,而原地踏步。

提升生產效率關鍵

很少人料想到,提升生產效率關鍵,竟是消除浪費。「浪費」有多種形式,包含有等待、搬運、不良、動作、加工、庫存浪費,以及製造過多或過早的浪費。每個工廠希望做到的便是精準要貨、降低庫存、減少浪費。在這裡,工廠應以彈性決策為目標才能應付客製化程度的提高,精準估料。管理者也必須明白,任何等待都不會創造價值,因此,在生產的過程中,等待的時間也要越少越好。

品質控管 > (提高產出 + 減少成本)

OQC、QA、QC、IPQC 那麼多品質相關檢測是有存在意義的,工業 4.0 的現在,更有數位防呆 (Poka-yoke) 挑大樑。不是說我們不該擔心產量跟成本花費,只是無需拘泥於此,鑽牛角尖,而忘了品質管理其實是更高層次的減少成本+提高產出。

新時代工廠: AI 智動化

近十年前自動化興起,導入後可改善缺工問題,提高生產效率也穩定品質,提高產品生產準確度。但 2023 年的現在,自動化已經遠遠不足以成為數位轉型的力量。所以,數位防呆、人工智慧、機器視覺檢測等檢測工具與介面因應而生。

數位防呆 Digital Poka Yoke

防呆的概念最初由豐田提出,作業過程中,作業員不時發生作業失誤,如果能夠用防錯法防止此類失誤的發生,則質量和作業效率必會大幅提高。防錯意味著一次就把事情做好,提升產品質量,減少由於檢查、重工而導致的物料、人力上的浪費。如果今天有 AI 視覺能在作業員沒有遵照SOP作業的當下,就發出通知,並不讓產品進入下一個工序,這樣是變向杜絕了瑕疵品? 蒐集數據、找出根源問題,已經間接花費了我們很多工時,如果轉型工具再不夠使用者友善,造成操作上困難,豈不是白忙一場? 有效的介面應該要能有效率的傳遞、彙整重要訊息,成為管理者可以一目了然的管理平台,藉此簡化作業流程,優化營運。

理想的智造現場和挑戰

智慧工廠管理的挑戰,常因資訊不夠即時,當異常狀況發生時,也沒有告警,導致產線更多問題。沒有足夠的數據規劃出正確的標準工時、設計生產線,設備正常的保養周期也無從得知,生產排程縱使排了,也不準確。產線目前在生產什麼?現場有無突發問題,需要馬上處理?監控不夠即時,例如勞力密集的產線,作業員未遵守作業流程,領班是否可以馬上發現?

理想的智慧製造,管理者應該掌握

  1. 即時的製造現場
  2. 工站的標準工時
  3. 目前廠區的設備狀況

智動化解構人力?

目前是AI 系統導入顧問,在製造業,擁有三十多年經歷的呂俊毅廠長是這樣回答的。

從工廠開始導入自動化工具,我們便開始惶恐勞動力會被全面取代。其實,我們可以把先進科技當作最佳助力,協同合作。過度憂慮自身才能是否被取代,而限制了自身與轉型工具合作的無限可能,實在得不償失。他也補充到,AI 是工廠察覺力的延伸,這些先進科技簡化了繁瑣的作業日常,讓工廠運作更簡單靈活。

延伸閱讀:
2022 PowerThought 系列文章
製造業數位轉型,未來工廠的發展趨勢為何?

參考資料:
https://www.digiknow.com.tw/knowledge/6115e5c42ed7d
https://chci.com.tw/what-is-automation/
https://www.digiknow.com.tw/knowledge/6111e2dc86f05
https://www.isoleader.com.tw/home/iso-coaching-detail/5S

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