接下來將先前所定義的1.) Product Digital Twin,2.)Equipment Digital Twin,及3.)Process Digital Twin融入PDCA循環,達到持續改善管理實現不生產不良品與達成產品零缺陷之終極目標。
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在量產前最重要的工作為“完善的生產規畫”。這包含了:產品加工參數與機臺加工參數之最佳化設計,並且對於生產程序給予優化。如圖3所示。
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以鋁輪圈加工產線為例,可透過Digital Twins建立產品(鋁輪圈)及機臺虛擬分身,使得鋁輪圈能夠在實際生產之前,即進行模擬製造與檢測,減少操作實體機臺和生產樣本的成本,縮短產品開發週期,並能應付少量多樣客製化的生產模式。
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並且在開始實際生產前,可以透過 Process Digital Twin模擬鋁輪圈加工產線上之物流(鋁輪圈)運作狀況,進行各式生產機臺配置、工件物流、排程最佳化、及精實生產等之評估。
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Digital Twins技術的重點為“實現虛實整合”,因此在量產過程中可透過IoT元件即時更新鋁輪圈加工產線上機臺狀態至Equipment Digital Twin,並應用預測保養(Predictive Maintenance, PdM)及刀具管理(Tool Function Management, TFM)……等智慧化應用來即時監控機臺與刀具的健康狀況,以避免無預警當機並減少耗材損失。
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同樣的,可透過實現虛實整合的技術,將機臺加工參數(如:主軸電流、進給率……等)即時收集更新至Product Digital Twin,再運用虛擬量測(VM)技術進行鋁輪圈品質全檢,以確保交貨產品零缺陷;以及進行線上逐件回授控制(Run-to-Run Control),以穩定加工品質。
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如圖4所示,透過實現虛實整合的技術,將鋁輪圈加工產線上的機臺加工參數及鋁輪圈品質檢驗結果即時收集更新至Product Digital Twin,當鋁輪圈品質發生異常時,應用良率管理(Yield Management, YM)技術快速找出問題根源並持續改善,以便達成生產產品接近零缺陷之境界。
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隨著國際化的趨勢,工具機廠商將其產品銷售至國外;所以在管理散佈各地之多廠區生產線時,如何執行機臺遠距管理和維護,就變得相當重要。
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透過AR/VR及資通技術整合,來呈現完整的自動化生產資訊管理模組,如即時狀態呈現、製造流程可視化……等,便於客戶應用Digital Twins於管理、維修和保養,讓各領域管理人員可透過即時具體影像資訊進行判斷與溝通,作出精準決策。最後將生產資訊即時回饋至Product、Equipment及Process Digital Twins來更新模型,再算出最佳化產品(鋁輪圈)與機臺參數,達到持續改善的目標。
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