IoT設備管理監控與TPM連結的重要性

中國生產力中心
許富華

    現今多數企業在執行設備保養工作時,因無正確的設備保養觀念與管理及技術人員,在缺乏設備相關基礎資料的支持下,因此欠缺正確的執行方式,故設備保養的方式多依靠設備工程師的經驗來進行管理,多是到設備故障後才開始進行修繕,故無法降低設備故障率,尤其於短暫停機上之損失更是無法統計與解決,設備人員所需的維護技能亦無法有系統的管理與傳承,因此造成了企業許多潛在的損失,甚至有些中、小企業因為設備操作及維護技術掌握於外藉勞工手中,在其回鄉年限到達後,產生無人可接手而導致關廠的狀況,實在令人感到婉惜,而為了因應此種狀況,IoT設備管理監控、AoI技術與CPS應用的觀念隨著智慧製造的風行,成為了企業解決上述各項問題的萬靈丹,但真的有這麼容易嗎?是值得企業深思的。
    就目前許多技服業者對於設備管理監控上解決方案的說明,好像只要為設備加裝了IoT裝置,應用不同的偵測器於設備上進行數位化的監控後,將其可視化,就可以看到設備的異常點進行維護保養,大幅的降低設備故障率,而事實真的是如此嗎?跟據筆者在己導入IoT設備管理監控的輔導企業中實地了解之下,其實並不如想像,多數導入後的成果只是將設備連網,讓設備的運行狀況可視化,雖可以即時看到設備故障與偵測點的狀況,但仍無法做到對設備進行控制與故障提前預防的機制,而單以這種功能來看時,這與設備上的安童燈作用是一致的,僅是透過IoT的聯結,讓管理者可即時獲得設備故障通知與工廠全貌而己,對於設備故障率的降低,實無產生很大的效果。
    而為什麼會產生這樣的結果?主因都在於企業並沒有建置設備的基礎資訊,甚至連設備的重要關鍵元件有那些都不清楚,那如何去真正的找到應該偵測與監控的項目,當然效果就會不佳,這些部份,其實都存在於TPM活動中的自主保全與計畫保全兩大支柱之中,如企業可以依此邏輯建立設備保全體系後,再結合IoT的功能,才能真正的提升現場操作人員對機台故障的判斷能力,並精進維修人員對設備的保養能力,掌握各設備明確的關鍵元件狀況,並依各關鍵元件的需求,設置必要的偵測裝置,如此才能真正的進行監控,產生故障預測的資訊,以達到設備零故障之目標,進而提升企業的競爭力。
    在眾多的改善工具中為何選擇TPM呢？TPM是英文 Total Productive Maintenance的縮寫,中文的意思是全面生產維修,其主要目的是藉由人與設備的體質改善,進而改善企業的體質,發揮現有設備的最高效率,更讓現場第一線人員學習自主保養能力,增加問題意識及解決問題的能力,使得維修人員能更精進專業技能,大大減少設備故障的機率,提高生產效率,降低維修成本,而TPM是由八大支柱(活動)所組成,八大支柱分別為：自主保全、計畫保全、個別改善、MP管理、品質保全、教育訓練、間接事務效率化、安全衛生與環境,其中與設備最有關連性的即為自主保全與計畫保全二大支柱,企業皆需要有一定的時間才能依此二個支柱建立設備維護保養的初步體制,並進一步的應用IoT技術來蒐集必要的資料進行分析,以準確的達到設備故障預警與預防保養工作的安排與設定,真正的達到企業需求的效益與目的。
    舉例來說,針對設備馬達的監控,過去只能以人工方式進行巡檢或測試,有異音時再由人員進行維護調整,但如設備可應用IoT裝置,主動偵測溫度、震動狀況或馬達電流狀況,並長期進行資料蒐集並結合實際的異常現象,再進一步進行分析後,即可對機台重要元件進行即時監控並預測零件可能耗損的時間,做為保修計畫的依據,提前準備料件備品,避免馬達故障導致產線停滯與原物料報廢的損失,確保設備於標準參數下運作；再者,透過機台監控,也可了解現場人員工作時數累計以及機台稼動率的情形,做為未來人員排班管理、生產排程的依據,甚至是針對後續人員訓練及績效的參考,如此,即可提供現場管理人員足夠的監控作為與管理依據。
    而為了縮短企業導入TPM的時間,建議可結合IoT技術進行展開,首先於選定IoT設備及偵測裝置的做法上,建議可從目前設備的異常資料盤點開始做起,從異常資料中一定可以發現設備有那些元件容易損壞,而損壞後會造成什麼影響,如企業內部己有完整的因果分析,那將更容易找到必要的偵測點與管控項目,並於此同時依TPM的做法,對設備進行結構拆解,找到設備關鍵監控點,重新架構公司設備管理監控的模式,導入自主保全(設備基礎資料收集模式及分析方法)及計畫保全二大支柱，依下圖1設備管理能力提升概念圖,建立公司內部設備保全的基本體制,再來就是評估投資報酬,即投入的監控項目是否必要,即時發展及控制能產生什麼效益,為公司節約成本或提高稼動率,如此循序漸進的進行擴展,最終才能達成設備管理監控、設備故障預警與預防保養工作,甚至應用CPS的目標。