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因应德国工业4.0趋势—企业导入精益生产与自动化议题探讨

时间:2020-05-13 17:02来源:未知 作者:admin 点击:
前言因应德国工业4.0趋势 根据日经BP社日经技术在线资料,德国西门子工业解决方案集团高级技术与标準部门副总裁Dieter Wegener表示:工业4.0为德国政府推进之『高科技战略』(High-Tech

前言—因应德国工业4.0趋势  
  根据日经BP社日经技术在线资料,德国西门子工业解决方案集团高级技术与标準部门副总裁Dieter Wegener表示:工业4.0为德国政府推进之『高科技战略』(High-Tech Strategy),是为了让德国在解决世界面临之诸多课题时拥有主导权,提出工厂会解决全球问题之理念,带动起第四次工业革命。
  根据台湾2015年行政院生产力4.0科技发展策略会议,西门子数位工厂/製造工业暨驱动科技事业部郑智峰博士专题演讲题目--德国工业4.0:台湾迈向未来製造中,提出国家经济与製造业面临的大趋势中,全球化、人口变化、城市化及气候暖化已经是大的趋势,而製造业面临全球竞争、产品生命週期缩短、顾客需求多样化、各国人工成本增加、材料成本上升、能源之不确定性及可持续发展与环保等议题,带来了工业之新的需求,如提高营运效率与能见度、提高複杂产品的灵活性、加快投放市场之步伐与改进材料品质与工艺等。各国也纷纷提出对应策略,如德国工业4.0项目中物理融合系统CPS之物联网与互联网服务;中国之十二五对高端设备业提出智能製造的方向及美国高级製造伙伴计画AMP以重振美国製造业实力及吸引企业回流等,期能藉此调整以往美国经济,以上可见各国除在厚实生产要素上,更强化高级生产要素。
  台湾企业于此产业升级转型关键时刻,由行政院主导之生产力4.0科技发展策略,期许带动台湾新一波之竞争优势,藉此,笔者于经营管理领域中,推广辅导企业如何应用精益生产及自动化之技术,在工业4.0之洪流中,参与协助政府之生产力4.0理念,共同为企业提高竞争力与产业发展提供协助,藉此提出以下相关议题之探讨。

工业4.0整体概念

  在物流沙龙中提出,工业4.0係利用物联网(Internet of Things,缩写 IOT)与网际网路等服务,以达到改革生产流程及提高竞争力等目的。因此,製造业在面对生产效率、速度及灵活性挑战时,其需要具备有「投放市场之时间」(Time-to-market)以对应客户多样化需求之灵活性,生产出高精度、高品质多品种小批量之智能产品,建构出从智慧工厂到智能生产之体系,其运作体系将做到即时性制定生产计画,依照需求做到随选生产(Production on Demand),当工业4.0要解决以上种种问题时,势必造成空前之工业革命,为此数位化企业网提出工业4.0引领之製造变革,将在全球範围内掀起一场「腥风血雨」,更强调这是一场没有烟硝之「世界大战」。
  工业4.0之演变,从第一次工业革命18世纪后半期以蒸汽机实现工厂之机械化、第二次工业革命19世纪后半期以电力实现大规模化批量生产、第三次工业革命 20世纪后半期以电气与资讯技术实现製造业自动化,第四次工业革命主要以实现「智能工厂」:透过虚实生产系统CPS(Cyber Physical System)实现之新製造方式,其中CPS:是一个结合电脑运算领域以及感测器和制动器装置之整合控制系统,主要内容为:
  1. 通过传感网紧密连接现实世界。
  2. 将网路空间之高级计算能力有效运用于现实世界中。
  3. 在生产製造过程中与设计、开发、生产有关之所有资料整合。
  4. 通过感测器採集并进行分析,形成可自律操作之智慧生产系统。
  如此,能够透过网路即时将所有相关资讯,自主切换生产方式及更换生产材料,从而调整为最佳生产作业。能够实现为每个客户、每个产品进行不同之设计、零件构成、产品订单、生产计画、生产製造、物流配送,杜绝整个系统��之浪费环节。笔者认为Lean Production过去由以人为主之智能化生产,未来Lean Production将迈向以自主生产系统为主之智能化生产,将是当前台湾中小企业所必须面对的课题。

精益生产与自动化的课题探讨

  笔者过去推动精益生产与自动化数十年,过程中主要目的为唤醒过去以大量化生产之企业,提出一套因应多样少量化之製造业自动化全方位规划方式,其辅导重点在于引导企业主放弃大量生产之传统式生产方式,CPC辅导团队在几家企业辅导中从改变观念开始,突破旧有思为实现以製程别为主之连线化作业,让一家生产货架企业从过去生产週期40几天经过一年半以来已经降至剩下20几天,公司真正感受到精益生产的价值,并且积极努力实现达成15天之目标。另一家电子业之组装生产线,经过3个月完成组装线之一件流示範生产线,透过生产线平衡、工作站布置及简易自动化治具辅助等精益生产改善技法,每人产值已经提高17%,未来三个月将全面铺开,预期可以全面提高20%效率以上,经与业者讨论,以上关键在于实施精益生产理念后带动起全公司之希望,未来更预期由局部自动化发展到适合任何阶段之自动化生产需求,重要是他们已经找到一套因应顾客多样少量化正确生产方式,不再是利用传统之大量生产方式与盲目追求以自动化解决人力不足之窘境。

  除此,另一家企业生产航太及汽车等产品,过去10年来导入精益生产后,于过程中增加上下游之价值整合生产体系,顺应技术之需要投资购置欧美先进高性能製造设备,为此,10年的努力已经逐渐提升到竞争者无法超越的生产能力,与建立属于自己独特之生产系统,近期更积极导入ERP及精益生产资讯化系统等,该公司经营者提出面临工业4.0洪流中若不积极导入相关因应措施,不是与业者竞争之问题,担心将被国际市场所排除在外,经过分享,我们共同担心的是产业中还有这幺多的企业连进入精益生产境界都没有,即使导入一些设备自动化也无法顺应多种少量之生产需求,更难一蹴可几导入工业4.0之相关改善措施,藉此呼吁企业在导入工业4.0之前必须走正确的路,先认定它不是一种单纯自动化与物联网就可成功,是一种观念与系统改革的发展过程,把它当成企业发展策略的议题,先接受它,实现它,才能有机会尽快进入工业4.0的时代。

结语—全新之工业蓝图

  物流沙龙提到在智慧化、网路化之世界里,物联网和网际网路将渗透到所有关键领域,创造新价值之过程逐步发生改变,产业链分工将重组,传统行业界限将消失,并会产生各种新活动领域和合作形式,因此,工业4.0带动之工业变革:
  1.将使得工业生产过程更加灵活、坚强。
  2.将发展出全新之商业模式和合作模式。
  3.将带来工作方式和环境之全新变化。
  4.将促进形成全新之虚实生产系统平台。
  例如汽车生产按照事先设计好之生产方式,儘管实施混流生产方式,但受众多机械之硬体限制,无法发挥出更多之功能,操作工人分布于各个工厂,无法掌握整个生产流程,很难即时满足客户需求。未来汽车生产零件供给出现瓶颈,能够及时调度其他车型之生产资源或零件,继续进行生产。未来每个车型自律性选择适合生产模组,进行动态装配作业。能够动态管理设计、装配、测试等整个生产流程,既保证生产设备之运转效率,又使生产种类实现多样化。因此,在全新之工业蓝图中必须先由传统生产方式进入精益生产与自动化整合阶段,一点一滴的迈向工业4.0的境界,尤其中小企业,路途虽很遥远,藉此再次呼吁尽快将精益生产系统与自动化议题转化成为公司战略性议题,以面对工业4.0时代之来临。
 


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