苏文彬
[上海直击]传统工厂在布署新的生产线时,可能要实地勘察工厂产线现况,经过评估后展开布署,待产线实际运作后,根据实际生产的数据调整流程、改善生产效率,然而,在数位双身(Digital Twins)带动虚拟体验下,工厂的生产制造或许有更好的方法,透过模拟真实工厂生产线,在虚拟的世界里规划、调整流程,协助优化实体工厂的生产流程及效率。
今年在达梭上海举行的全球大会里,达梭对外展示了虚拟体验如何帮助企业在生产制造端,预先规划新的生产线,从一开始的需求及供应规划,流程最佳化、人力规划、机械手臂控制程式、拟定细部生产计划,产线部署、产量及品质控管,到生产设备的维护等,结合虚拟与实体,协助生产制造的规划及营运最佳化。
以一家汽车制造商为了提升营收,决定生产新的SUV车款为例,计划在工厂布署新的生产线,以专门生产新车,但在真实工厂设置新产线之前,可以透过数位分身,在模拟真实工厂的生产环境,协助评估、调整产线的生产效率及流程。
1. 模拟真实工厂现况,规划新的生产线
利用3D扫描车,先建立点云模型,模拟真实工厂内的生产环境建构出一座3D虚拟工厂,这个虚拟工厂就像Google地图的街景图,可以自由移动视点及角度,检视各个产线的现况,移动鼠标拉出直线,就能测量特定区域内的空间大小、通道宽度,供新产线的设备、原物料动线等规划的参考。
在数位分身的概念中,虚拟手臂和真实的机械手臂是连动的,真实产线上机械手臂的动作,会同步显示于屏幕中虚拟机械手臂。
2-1. 模拟生产线的组装作业,并优化生产流程
虚拟工厂模拟真实生产过程,后端连接PLM系统,在模拟的产线中侦测机械手臂组装、焊接过程,会不会发生碰撞或是冲突,再透过CATIA调整虚拟机械手臂。
模拟产线的实际生产,如果效率不符合预期,可以找出哪个机械手臂生产的效率低落,调整手臂控制参数提升生产效率。
2-2. 需求及供应、生产、人力规划
规划生产新车,涵盖需求规划、供应规划,生产规划及人力规划,管理者可以从仪表板里,看到各区域市场的销售表现,决定是否需要推出新产品提高营收,也能检视直接成本、碳排放成本、库存等各种成本结构。
从现有员工的排班情形,找出有空余时间、可投入生产的员工。在生产规划部分,也可检查生产进度是否符合预期。
3-1. 监控生产过程、提升效率
在生产过程中,需要随时监看生产情形,当生产过程中发现某个生产环节效率低落,管理者可以透过协作平台,和维修人员或是机械手臂程式开发人员讨论,找出问题点,并指派工作处理。
进一步可以看到不同机械手臂的生产效率、组装所花费的时间,若发现某个机械手臂生产效率低落、时间太长,管理端可和生产线现场、机械手臂工程师线上讨论如何提高效率、缩短作业时间。
3-2. 多方协作及沟通
利用鱼骨图,以手写方式写下需求,并分配给不同的团队。
透过多方协作找出异常设备的问题点,群策群力讨论出解决之道,从虚拟的3D模型中分析找出维修方法。
4. 优化生产过程
利用分析工具能够侦测组装、焊接过程可能出现的错误情形,以调整生产的作业方式。
5. 结合数据分析及AI作预测性维护,员工透过VR学习新技能
工厂若布署完整IoT搜集整个生产过程的数据,利用达梭3DExperience的大数据分析工具,结合机器学习,判断可能故障的设备,为避免影响生产效率,及早安排人员维修更换。
员工也能从虚拟训练中学习维修方法,一步一步的学习如何拆解设备进行维修,例如先松开何处的螺丝、取下外壳盖,维修完毕,如何重新组装复原。
结合VR装置,员工戴上VR头戴装置及控制器,就能在虚拟实境中,按照指示一步一步学习如何维修设备,学得新的维修或组装技能。
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