接下来将先前所定义的1.) Product Digital Twin,2.)Equipment Digital Twin,及3.)Process Digital Twin融入PDCA循环,达到持续改善管理实现不生产不良品与达成产品零缺陷之终极目标。
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在量产前最重要的工作为“完善的生产规画”。这包含了:产品加工参数与机台加工参数之最佳化设计,并且对于生产程序给予优化。如图3所示。
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以铝轮圈加工产线为例,可透过Digital Twins建立产品(铝轮圈)及机台虚拟分身,使得铝轮圈能够在实际生产之前,即进行模拟制造与检测,减少操作实体机台和生产样本的成本,缩短产品开发周期,并能应付少量多样客制化的生产模式。
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并且在开始实际生产前,可以透过 Process Digital Twin模拟铝轮圈加工产线上之物流(铝轮圈)运作状况,进行各式生产机台配置、工件物流、排程最佳化、及精实生产等之评估。
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Digital Twins技术的重点为“实现虚实整合”,因此在量产过程中可透过IoT元件即时更新铝轮圈加工产线上机台状态至Equipment Digital Twin,并应用预测保养(Predictive Maintenance, PdM)及刀具管理(Tool Function Management, TFM)……等智慧化应用来即时监控机台与刀具的健康状况,以避免无预警当机并减少耗材损失。
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同样的,可透过实现虚实整合的技术,将机台加工参数(如:主轴电流、进给率……等)即时收集更新至Product Digital Twin,再运用虚拟量测(VM)技术进行铝轮圈品质全检,以确保交货产品零缺陷;以及进行线上逐件回授控制(Run-to-Run Control),以稳定加工品质。
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如图4所示,透过实现虚实整合的技术,将铝轮圈加工产线上的机台加工参数及铝轮圈品质检验结果即时收集更新至Product Digital Twin,当铝轮圈品质发生异常时,应用良率管理(Yield Management, YM)技术快速找出问题根源并持续改善,以便达成生产产品接近零缺陷之境界。
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随着国际化的趋势,工具机厂商将其产品销售至国外;所以在管理散布各地之多厂区生产线时,如何执行机台远距管理和维护,就变得相当重要。
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透过AR/VR及资通技术整合,来呈现完整的自动化生产资讯管理模组,如即时状态呈现、制造流程可视化……等,便于客户应用Digital Twins于管理、维修和保养,让各领域管理人员可透过即时具体影像资讯进行判断与沟通,作出精准决策。最后将生产资讯即时回馈至Product、Equipment及Process Digital Twins来更新模型,再算出最佳化产品(铝轮圈)与机台参数,达到持续改善的目标。
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