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數據參數管理在塑膠射出各階段的效益和應用

塑膠射出在生產中,可以利用數據和參數的即時監控和異常預警,做到確保當次生產品質,並且協助生產履歷的回溯;在生產完成後,可以利用數據和參數,達到設備和模具的預知保養、知識的數位傳承和參數的智慧優化。想知道這些是如何做到的嗎?

作者:楊于嫺

楊于嫺,

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・2021/08/31

影響塑膠射出品質的數據參數有哪些?中提到射出成型的『數據參數種類』和『影響成型條件的3種因素』。這次我們來看看,數據參數管理,在生產各階段的效益和應用各有哪些?並可思考,如何利用利用數位軟體系統工具,讓生產現場更數位化,透過工業4.0和智慧製造的技術和方法,達到產業的數位轉型呢?


 

生產前的效益:預防參數誤用、提高調機速度

數據參數應用:參數配對

 

成型條件記錄中,有這麼多不同的參數組合,能否確保這次使用的參數設定,是最適合的?若由人員進行選擇或輸入,會不會因為人為疏失輸入錯誤,或使用了不適合的成型條件參數呢?

 

綜合影響塑膠射出品質的參數有哪些?中提到的,影響成型條件的3種因素後,就可以想像,成型條件需要調整的數據繁多,要如何才能做到最快速、最佳化的調機呢?

 

在試模調機時,若能透過系統,使用知識庫中已建立好的標準參數當作基礎,再依據本次使用的材料特性、機台和模具特性,與當時環境狀況等,將標準參數中的成型條件進行微調,就有很大的機會,可以省下耗時又盲目無方向的調機時間,快速找到適合這次生產品質需求的成型條件參數。

 

調機完成後,也得將這次調整的參數數值,記錄回系統,包括因應材料、設備與環境的差異,作了哪些參數的調整,將這些數據詳實記錄回系統,納入知識庫中,當作下次調機參考與未來優化使用


 

生產中的效益:確保當次生產品質、完整生產履歷回溯

數據參數應用:即時監控和異常預警、生產履歷

 

影響射出成型品質的變數很多,如模溫、生產設備狀況與現場環境溫度、濕度變化,都會影響射出成型的生產品質。尤其是高附加價值的塑膠產品,如3C產品、醫療用品、汽機車零配件或光學零件等產品,對品質要求高,所以,在生產過程中,都會即時監控各種數據和參數的變化。

 

因此,在生產過程中,應該要做到隨時都能『掌握』並『記錄』各項成型條件設定值、設備實際值(如模溫、射出壓力等)與環境數據。若設備實際數值超過管制上/下限,就得異常通報,查看是否有問題需要馬上排除;或調整因應的成型條件參數,確保當下的生產品質

 

例如:生產過程中,模溫的真實數據確實會週期性上下微幅變化。但若模溫突然急遽升高,超過管制上限,就應該立刻確認壓力是否正常;若壓力也突然飆高,就有可能是因為模具的水路阻塞,需要馬上通管,避免造成產品品質不良,或設備、模具因而損壞。

 

詳實記錄每次生產過程中,所使用的射出成型條件(參數設定值),和設備的實際值(包括時間軸向數據的秒級變化,如壓力、速度、溫度、位置等),與製造現場的相關系統數據(如MES或工業App中的材料、工單、不良品種類與數量、良率等),以利未來生產履歷的回溯



生產後的效益:知識的數位傳承、參數智慧優化、模具和設備的預知保養

數據參數應用:知識庫建立、參數模型建立、模具和設備的保養及維修規劃

 

上文中所說的生產過程中,將射出成型的各種參數數據,經過收集、分析和整理後,除了可以讓生產履歷更完整;同時,也可透過分析,優化生產參數後,定義標準參數,提升且穩定生產品質。

 

此外,也可以打造內部知識庫,提供未來生產參考。讓同品號的產品,在日後生產上模後,不需要再花費大量時間,從頭開始調機和參數測試。善用過去的知識,當作調機的基本依據,可以省去很多測試與重工的時間

 

>>>延伸閱讀:塑膠射出如何利用IoT快速數位轉型?


追求高附加價值的塑膠射出成型產業,為了達到更高的生產品質,常會進行CAE『模流分析,並將每次生產過程中,各項參數數據的變化,進行記錄,如射出時間、熔膠溫度、模具溫度、最大射出率等等。透過長時間收集各項數據變化,並用大數據進行分析,建構參數模型,除了優化生產參數、提高生產良率外,更能進一步提供模具設計時的數據參考。

 

此外,從生產品質的數據資料中,也可診斷出模具異常,提前進行模具保養或維修,達到預測問題並預防其不預期發生。例如:偶發的毛邊不良,發生頻率逐漸增高,就有可能是模具異常的預兆。

 

掌握生產時的參數數據,除了可透過即時監控,做到異常即時通報之外,更可在事後將長時間累積,完整記錄的生產大數據資料,透過參數設定值與實際值的時間序列數據做比對,進而分析出關鍵組件的暫態特性,諸如射壓峰值等,就有機會可以診斷出設備機台的異常,甚至是老化指數等。

 

也就是說,透過這些全方位數據的大數據分析,就可以進行模具和設備的保養/維修規劃,達到預知保養。避免在後續生產時,造成品質不良的風險,浪費生產力和原料成本;或發生設備非預期性停機,影響生產排程和訂單交期。



總結

本次說明了塑膠射出在生產前掌握好參數管理,就像擁有產品的製程優勢、穩定且優良的加工品質,並可縮短生產製造的時間周期;生產中,可以利用參數的即時監控和異常預警,做到確保當次生產品質,並且協助生產履歷的回溯;在生產完成後,可以利用數據,達到設備和模具的預知保養、知識的數位傳承和參數的智慧優化

 

利用數位軟體系統工具,以工業4.0和智慧製造的技術和方法,可以做到製造業的數位轉型


數據參數管理,要發揮最大的效益,需要能即時收集製造過程前、中、後的正確的數據參數。數據參數包含成型條件、設備狀態和環境狀況三種,這麼多種的數據資料需要收集,如何能不增加第一線人員工作負荷,又得到正確沒有錯誤的參數數據呢?用IoT建立自動記錄即時參數的生產環境可以得到你要的答案!


 

延伸閱讀:

影響塑膠射出品質的參數有哪些?

參數管理在塑膠射出各階段的效益和應用(本篇)

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