全球疫情的流行使更多人較以往更依賴科技,也讓人們都退一步重新思考,數位科技在後疫情世界中日益重要的地位。尤其,對企業來說,招募困難和新冠肺炎疫情惡化所導致的全球缺工問題,影響了工廠履行訂單、維持正常工時和滿足利潤成長所需投入的勞動力,並且成為獲利動能的瓶頸。因此,企業與工廠運營需要尋找新的方法,來提升效率與產能,在降低營運風險的同時提高生產力與利潤。
在各產業的需求與變革下,包含製藥、消費性包裝產品、餐飲、採礦及化工等生產與製造商皆面臨尋求加入現代化工廠的轉型技術挑戰。面對趨勢所帶來的技術革新挑戰,現代分散式控制系統(Distributed Control System)是工廠數位轉型不可或缺的必要條件,以洛克威爾為例,以自動化透過協助食品廠進行現代DCS的升級,協助其產能在一年內成長20%,且能夠隨時存取產線即時資料,加速內部決策流程,是為工廠數位轉型的實例。
現代DCS是數位轉型的必要條件
面對數位轉型,是為期待透過整合數位科技到企業中的所有領域,以達成現代化、升級或改善營運,然而,這對於企業和工廠而言是全面性的變革,將影響著組織與工廠的運作模式及向客戶提供價值的方式。因此,透過現代DCS的協助將能加速及簡化推動轉型過程,如化工溶劑廠杜邦(DuPont),在美國加州的工廠使用的批次控制系統在近年來出現老化現象,不僅會無預警彈出警報通知,更需透過作業員手動添加物料。這類手動流程所帶來潛在的失誤風險與缺乏品質控管的自動化,甚至傳統系統會出現中斷生產、警報設定難以管理等種種問題,顯現了升級現代DCS的重要性。
化學工廠運用現代化DCS改善產品質量與收入
美國加州杜邦作為生產幾十種半導體清潔劑的工廠,為了有效管理舊有系統所造成的問題,及面對客戶對於更高品質控制的要求,控制系統現代化的升級成了迫在眉梢的需求。在這次項目專案中,洛克威爾與系統整合商TechKnowsion合作,協助杜邦公司將系統升級分作為控件升級及批次自動化兩階段:
第一階段:控件升級
將以PlantPAx分散式控制系統取代批次系統的可程式邏輯控制器(PLC)和圖示式人機介面(HMI),基於系統的功能需求來清理且改善程式碼,並將程式碼合併至以PlantPAx為基礎的專屬製程物件程式庫。在控件升級後,可由於控制系統中的HMI使用了現代視覺設計,有於作業員在工廠進行抽查,能夠更直覺可見應該注意的部分。
第二階段:批次自動化
協助杜邦設置及安裝FactoryTalkBatch軟體,以達成全配方控制及順序自動化。透過批次軟體中的設定,不僅能夠建立自動化製造階段的程序性模型,更透過自動化階段整合的手動階段,以提供使用者兩者之間的無縫操作體驗,使得效率大幅提升。此外,FactoryTalkBatch軟體還能有自動切換儲存槽的功能,自動計算所需的剩餘物料量、切換儲存槽,並添加所需的物料量,達到設定值。
根據工廠的實際轉化數據顯示,藉由用PlantPAx分散式控制系統所進行的工廠升級,幫助杜邦在數位轉型前減少了40%的程式設計的設定時間,且有助於維護與故障排除;此外,也由於透過FactoryTalkBatch軟體將工廠從流程自動化,不僅協助杜邦達到客戶期望的品質控制水準,更為工廠的產量大幅提升。