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2021年3月24日 星期三

Industry 4.0 for Electronics and Manufacturing 電子和製造業的工業 4.0



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電子技術(例如記憶體和物聯網)的進步在實現工業 4.0 方面發揮了作用,但是電子工業本身,也從這些技術在其他地方,支持的數位化轉型中受益。


如今,電子產品的設計、製造、組裝和分銷,已成為全球最大的行業之一,並且隨著消費者日常生活中所採用的技術(從可穿戴設備,其他便攜式設備到智慧手機,自動駕駛汽車等等。但是,電子行業本身可以從其推動的創新中受益。透過將實體製造營運與大數據、人工智慧和機器學習,以及支持即時自動化和資訊收集的其他技術相結合,電子公司已將最新進展轉化為現在被稱為工業物聯網(IIoT)的產品。 ),或簡稱為「工業 4.0」。


工業 4.0 可以幫助電子和半導體公司開發新技術和產品,並改變其生產能力,從而使它們更加靈活,並能響應動態的市場力量。智慧的製造還可以提高生產率、降低成本,甚至為新的商業模式打開大門。


洞察力助推智慧,互聯的工廠

我們已經進入了第四次工業革命 - 因此,就是工業 4.0 的封號。它建立在其前身的尾端上,後者將電腦和電子技術添加到了製造業中,從而帶來了更多的軟體和自動化。


工業 4.0 透過添加更多的連接性,進一步擴展了這些發展,而更快的、更安全的網路,使這些連接成為可能。透過物聯網提供的附加互連功能,以及對即時數據的存取,使製造商可以更全面地瞭解其營運,並延伸到供應鏈的每一端,包括其客戶、合作夥伴和供應商。反過來,這增強了所有利益相關者之間的協作,並提供了更高水準的商業智慧,可用於優化生產和更好地管理業務,以提高現有產品的利潤。它還創造了對新機會,做出更快反應的能力。


對於電子和半導體公司而言,工業 4.0 意味著利用他們自己可能生產的技術,以便他們可以使自己的流程現代化,從而提高生產率並降低成本。包括 3D 列印和 IIoT 在內的新製造技術,和技術的結合,具有帶來變革性改進的潛力,因此各種電子公司,可以在充滿活力和競爭激烈的全球市場中,發揮創新、響應能力強和具有成本效益。


無論是大型跨國公司,還是新興企業,包括原始設備製造商(OEM),電子製造服務(EMS)提供者,原始設計製造商(ODM),供應鍊和分銷商,最後是最終客戶。電子公司不僅將自己的設施改造成智慧工廠,以擴大生產或製造新產品,還將在著手進行自己的數位化轉型時,建立新的商業模式。


回饋迴路支持持續改進的狀態

如果電子公司要保持競爭力和創新能力,則需要透明性和對自己的營運模式,以及供應商和分銷商的全面瞭解。工業 4.0 可以幫助他們使用正確的技術模組,以及必要的數據來建構整體視圖,以告知對有效數位轉換,非常重要的業務流程和決策。


對於採用工業 4.0 的電子公司而言,這是一個機會,可以將資訊從最初的設計,到最終的客戶貫穿整個供應。代表現實世界產品和過程的連續資訊流,使人員和機器可以創建回饋循環,從而改善設計,製造和分銷生命週期的每個階段。此循環還必須引入合作夥伴和供應商,他們可以幫助貢獻關鍵技術模組,以實現特定目標,例如改進製造設備,從工廠收集即時資訊、產品設計,以及產品驗證和測試。


技術模組不僅包括感測器,和 IIoT 設備之類的硬體,而且還包括軟體、人工智慧和機器學習,它們可以獲取收集的數據,並將其轉變為可以轉變操作,優化產品製造,並加快上市時間的洞察力。所有這些模組都可以形成更大的系統,幫助電子製造商實現工業 4.0 的優勢。


對於電子公司來說,一個關鍵的挑戰是,它們的差異很大,這取決於它們製造的產品的數量和類型,以及向誰出售產品,以及如何分配產品。有些可能會大量生產流行的消費類設備,或用於許多不同類型設備的組件,而另一些可能是非常利基的參與者,在能源、航空航太或醫療等領域,滿足不同的需求。


這意味著很難從同行那裡應用流程和系統,因為每個 OEM、EMS 供應商和 ODM,都必須考慮到其獨特的特性,分銷商和物流提供商等合作夥伴,也必須考慮到這些特性。


但是,從廣義上講,每個電子製造商都應考慮到關鍵系統,牢記其數量,產品組合和專業知識。例如,一家為航空航太客戶提供各種特種產品,但數量很少的公司,將以流程為導向,基於工廠的生產系統,取代傳統的裝配線,從而將從中受益匪淺。每個工廠將針對需要它的任何產品處理,特定的生產過程,而不是為每個不同的產品都有一條裝配線。這種方法最大程度地利用了設備,從而提高了投資回報率 - 當考慮到設備可能是一筆巨大的資本支出時,這一因素尤其重要。


為了使這種工廠方法有效,電子製造商將需要生產計劃優化系統,來平衡所有工作負載,從而有助於減少轉換時間和閒置設備。這就是 AI 之類的技術發揮作用的地方 - 代替人們進行傳統的生產計劃,可以使用 AI 在轉換時間與設備容量,性能和維護之間取得最佳平衡。


但是,這種研討會方法不適用於產品數量有限的大批量製造商。取而代之的是,它將受益於優化傳統裝配線性能,使設備自動化並實現預測性維護的系統,所有這些都可以利用從工廠現場收集的IoT傳感器和設備日誌數據來利用 AI 和機器學習。


可以預見的未來的解決方案

無論電子製造商處於何種境界,甚至處於中間位置,這種數位化轉型都不是一次性的工作。擁抱工業 4.0 也要採用不斷學習,如何進一步優化製造,以及供應鏈管理和產品分銷的思維方式。


而且也不能單獨完成。合作夥伴、供應商和設備製造商的貢獻,也是電子製造商進行數位化轉型的成功因素。他們需要尋找具有支持工業 4.0,硬體和軟體必要回饋迴路的機器供應商,包括產品對機器通信,機器對機器通信和設備自動化。這些循環對於促進持續不斷的資訊收集和學習,以支持數位轉換非常重要。


工業 4.0 所獲得的效率,也使電子製造商處在能夠更加靈活,靈活地應對新機會的位置。一家通常大量生產多樣少量產品的公司,可能會客製化某些產品,以滿足特定客戶的需求,而小批量製造商則可能更容易擴大規模,以應對新的市場機會。


結論

要記住的重要一點是,工業 4.0 不僅僅是在工廠現場增加技術,而是要利用整個供應中,已經存在的數據,來優化單個流程,從而為更大的整體做出貢獻。

 

此外,還沒有一種萬能的解決方案。機器供應商和其他合作夥伴,可以分享其他客戶的經驗教訓,而電子製造商則必須以他們的商業模式、客戶的需求,以及建立自己的數位化轉型道路的長期目標為指導。


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1 comments:

李文仁 提到...

的確, 透過AI將製造分析(Manufacturing Analytics)中的既有的數據加以整合運用及分析, 並找出失效結果間的關聯性, 讓生產線可以達到預防及告警, 能在最短的時間進而提升良率. 生產線常面臨到的”痛點”, 如下:

1. 產線過高的不良率 & 高客訴率
2. 低效率 & 低KPI
3. 過高的製造成本 & 高材料成本
4. 低製造力或低產能
5. 生產製造資料的不足
6. 缺乏供應商的品質管控
7. 產品的設計不良,造成不易製造
8. 不夠完整的製造分析工具
9. 系統數據凌亂且行之有年, 無法有效整合數據資料
10. 缺乏一致性的製造數據報表
11. 產線分工的責任歸屬不明確, 互相推諉
12. 導入解決方案, 耗時耗人力
13. NPI新產品導入時間長, 無法快速有效掌握新產品穩定的品質
14. Covid-19疫情, 遠端遙控的需求激增