燈塔工廠
工業4.0/智慧製造
數位轉型
德國工業4.0平台的會員之一的Phoenix Contact，為了達到高度的數據透明化，利用IoT(物聯網/機聯網)架構，完成工業4.0。成功達到彈性生產，降低生產成本，以大量生產的低成本，製造1件客製化產品，它是如何做到的呢？
Phoenix Contact位在提出工業4.0概念的德國，也是德國工業4.0平台的會員之一，專門提供工業設備和工業自動化解決方案。因為發現近年市場需求，訂單都是少量且高度客製化不同樣式的產品，所以希望能透過工業4.0的技術，能夠達到靈活的彈性調整製造相關流程，滿足客戶客製需求。依據在鴻海集團工業富聯(FII)的不同類型的製造業，數位轉型的分類中，是『全場景客戶價值』類型的工廠。
Phoenix Contact使用物聯網(IoT)完成高度數據透明化，且達成生產線全天24小時運轉。工業4.0的技術，讓Phoenix Contact成功達成彈性生產，以大量生產的低成本，製造小量客製化產品。智慧製造讓Phoenix Contact除了大幅度地降低生產成本，整體生產效率提升40%，生產時間縮短30%。
以設備加上感測器，進行數據資料收集，讓產品從設計、測試到生產和交付給客戶中的所有過程，都可以簡單取得數據，讓所有狀況保持透明可視。
Phoenix Contact轉型成功的最大因素，是因為採取『走到第一線的服務研發模式』。如，設備的製造團隊，也同時扮演研發工程師的角色，如此可快速導入新的製造流程。該團隊擁有客戶所有資訊，也直接面對客戶，可以即時進行訂單和交付等狀態的溝通。
『客戶驅動的數位孿生』是世界經濟論壇將Phoenix Contact選為燈塔工廠的最主要原因，第二個因素是因為做到『用大量生產的低成本，生產只有1件的客製化產品』。
Phoenix Contact的數位孿生(Digital Twin)，是讓每個產品都擁有虛擬及物理兩套資料數據。虛擬資料以3DCAD/CAM為基礎，可以協助在研發階段，以模擬的方式，進行各種測試和設計調整，來確保生產過程及品質的穩定性等。
物理資料是以設備的感測器、物聯網和RFID等技術，自動記錄實際生產中及後期的產品相關資訊，包含生產時即時狀況和所需物料庫存狀況等，可即時優化生產排程、記錄後續維修保固狀況，及客戶持續訂單等真實情形。
兩套資訊數據互相關聯，並互相輔助，協助在產品全生命週期中各階段的優化參考，如：新產品快速上市、製造流程改善、降低產品不良，並創造新的獲利模式等。
>>>延伸閱讀：數位孿生，讓虛擬與實體融合與預測
我們來看看Phoenix Contact在『數位孿生』為基礎的數位平台架構下，用什麼方式達到數位轉型的呢？
將每個產品和製造流程，都以數位且統一標準的規格，在數位平台中被建立與儲存。以系統軟體數位平台，串聯3D、PLM及PDM等系統，在整體的產品生命週期中，整合研發設計、生產製造和安裝等資訊，以資訊可視化的方式，簡化規劃、分析和操作等資訊，有助於隨時了解即時的產品狀況。
Phoenix Contact的各種生產設備都被模組化。根據生產流程中統一的物料管理鏈，工作人員可依據每次生產的客製產品特性，用極短的安裝時間，將模組與電源、壓縮空氣及網路等設備簡單地自由組合。這種方式，讓Phoenix Contact可以用大量生產的低成本，來製造生產數量只有1個的客製產品。可說是一種適合長期投資，產生效益的生產製造方式。
產品在生產過程中，透過全自動輸送帶上的RFID技術，以統一的數位平台進行即時資訊串聯，包含流程中所需要的測試機台、加工設備和交貨狀況等最新狀況，可以用來進行彈性靈活地調整生產計劃，全自動的優化生產排程，達到可每周24小時的生產。
如原本預計甲產品要在A設備上生產，但因為A設備突然發生非預期問題造成停機，數位平台則會自動立刻將甲產品的生產排程計劃，改派工到目前可執行製造的B設備上，讓生產持續穩定不中斷。(延伸閱讀：智慧化設備，收到即時警報後，更重要的是什麼？)
在產品還沒開始生產前，以數位模型進行全自動的特性檢查和規格驗證，確認數位模型是否符合標準規格，也輔助在生產後，進行的實際產品的全功能測試記錄。所有記錄都回饋到研發設計階段，持續優化產品。
結論
我們可以看到Phoenix Contact的數位轉型，以數位孿生為主軸，利用軟體系統數位平台做到統一數據，做到即時掌握全流程的產品數位資訊，和最新的生產資訊，並搭配可簡單彈性靈活配製的生產設備。
但最重要的是搭配與過往不同的職務調整，以『走到第一線的服務研發模式』，第一線的研發工程師，能直接面對生產狀況和即時客戶需求，立即進行設計變更，讓Phoenix Contact的數位轉型能發揮效益的最大。
文：楊于嫺 企劃撰寫
參考：
《來自第四次工業革命前沿的最新洞見》白皮書。世界經濟論壇與麥肯錫公司合作撰寫。
《工業富聯燈塔工廠》白皮書。工業富聯、億歐智庫及騰訊雲合作撰寫。
What is the Plattform Industrie 4.0?
Smart Engineering and Production
Smart Engineering and Production 4.0
“Smart Engineering and Production 4.0” from Eplan, Rittal and Phoenix Contact
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