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無憂運轉的軸承專家-SKF

摘要"

BE A SMART SUPPLIER

關鍵詞:SKF、斯凱孚、軸承、工業4.0、智慧製造、無憂運轉、第四次工業革命、遠端設備監控、工業物聯網、5G、整合虛實、IMx-8、智慧生產、預知保養

張峻榮 SKF東北亞工具機事業部 / 斯凱孚股份有限公司(台灣)  總經理

 

瑞典軸承大廠斯凱孚(SKF)面臨工業4.0的浪潮下,對客戶承諾:”BE A SMART SUPPLIER ”這不僅是自我的期許,更是維持競爭力的價值所在。智慧製造是下一個工業革命,我們所有的人,都在為即將來到的第四次工業革命做準備,無論你喜歡/同意與否,它已經在你的生活裡。


百年以來,SKF連結了超過130個國家所有的工業界,涵蓋40種以上的的產業,如工具機、鋼鐵、航太、汽車、風電等,每年有將近20億顆軸承之製造需求,每一顆都代表著其獨特的旋轉能力及應用需求。此外,SKF投注在遠端設備監控領域,也有將近20年的經驗,更有將近100 萬個軸承連接到SKF的雲端系統,SKF也會持續地在這個龐大的資料庫裡,探索著更多的可能性和商機,努力為客戶帶來價值,近一步成為工業4.0不可或缺的一份子。

 

照片:
(左一)蕭守成 斯凱孚股份有限公司  工具機事業部 經理 
(左二)洪崇修 斯凱孚股份有限公司  可靠度系統部 副理 
(最前)張峻榮 SKF東北亞工具機事業部 / 斯凱孚股份有限公司(台灣)  總經理 
(最右)蘇啟文 斯凱孚品質與六標準差 經理


迎接下一個工業革命的浪潮,傳統的思維必須被改變。在過去的銷售模式當中,只要客戶下單後,公司依其需求提供產品和服務即可,若客戶有進一步的要求,則透過售後服務或退換貨來加以修正。但在以資料驅動的新商業模式下,公司經營必須轉換成關注整個產品生命週期,以此為基礎,從產品送達客戶端,直至產品之服務終止,透過數據化過程,來隨時掌握機器的運作狀況。無論是振動、潤滑、轉速、溫度等等關鍵參數,透過大數據和智能系統來準確預期失效元件,確保零件的「預期需求」被「實際需求」所替代。如此一來,不僅實現了更少的停機時間和轉換成本,這更能將「即時生產」之製造概念延伸到生產設備的個別元件,當達成最適生產時(製造流程之前置時間等於顧客訂單),也達成了零存貨的目標,最終實現彈性生產。可預知未來世界裡,將會變得非常不一樣。
然而,數據化與其相應的資訊網絡建立,是達成工業4.0不可或缺的要素;但也必須注意到數據化的進行,也將對價值鏈的所有部分,從設計到製造到採購和維護,產生根本性的影響。至於何謂工業數據化?這可以分為兩個部分來進行探討。包含感測和軟體兩個
面向。
一、感測
收集(Collect):生產流程中,取得機器
運轉資料。
連結(Connect):資料傳送至雲端伺服器。
檢測(Detect):檢視收集之資料。
二、軟體
分析(Analyze):透過軟體分析資料。
診斷(Diagnose):整合所有資料並產出報表,並針對生產流程有顯著影響之優先項目,採取改善行動,做為重點管理項目。
預測(Prognose):對於生產狀況進行趨勢預測,擬定計畫性之行動,如再製造、重新設計等。
數據化帶來之靈活性以兩種方式呈現,首先是「縱向」靈活性。由可以在不同產品間自動切換的機器設備提供,其無需透過人工方式進行工具更換、調整或檢查時停止生產。這涉及高度的自動化水準,例如使用機器人更換工具和其他部件。再者是「橫向」靈活性,即實現組織內的無縫連接,即確保組織的每一部門–包含供應鏈、採購、製造、業務、品保等,整合所有的作業流程,以發揮系統的作用並透過單一的溝通平台運作。
在未來的商業環境中,製造商將不能再致力於固定生產序列,而要從客戶端取得即時需求,然後根據要求的數量批次,生產這些特定的產品。待5G和工業物聯網(IIoT)等技之術普及化,將使工廠能夠透無線的方式來建立機器設備和人員之間的網絡,以收集、分析和發佈即時數據。這些嶄新的技術,將提供更多的資訊與更大尺寸的圖像,允許同時客製化產品和最大生產量,帶來更高的靈活度和追溯性。SKF位於瑞典哥德堡的工廠,目前正在測試專為球面滾子軸承所設計的智慧生產系統,一旦成功後,即代表著從根本上來改變製造業,也將競爭優勢提升到更高的層次。

遠端監控帶來創新價值

SKF 對於設備遠端監控領域已經有近20年的經驗,他們著重的不僅是產品本身,更是要以系統式的解決方案來支援客戶。對於工業4.0,SKF也提供整合虛實(Cyber - Physical System)的相對應產品與服務,例如IMx-8 和SKF雲端系統以及SKF Enlight智能系統等,能為客戶帶來更多的價值創新。
就客戶對於狀態監測的需求,可透過SKF Multilog線上系統IMx-8加以解決。IMx-8能提前對設備進行早期故障檢測和預防,進而提高傳動設備的性能和利用率。此設備提供八個類比訊號通道和兩個數位通道,可直接連接至手機和電腦,以進行監測和配置,並透過連線至SKF雲端系統(SKF加密的伺服器)進行數據儲存和共享,由SKF提供遠端診斷服務,包括專業報告和建議等,有助於預先擬定維修保養計劃。
此外,SKF Enlight智能系統除了能夠支援SKF雲端系統所有的服務,更能進一步進行各項的數據演算分析,以即時因應製程中的各項變動與挑戰。除了來自於與SKF 雲端系統連接百萬軸承的大數據,SKF在設備遠端監控領域以及各產業製程與設備的深厚知識,讓他們能夠發揮預知保養之專長,支援客戶達成智慧製造。對於舊式的機台設備,其造成非預期性停機的風險會比較高,SKF會分析過去的購買週期並以數據為基礎,預測軸承更換週期以降低非預期性停機的潛在損失;而對於新型的機台設備,則透過共享的平台來協助客戶來達成產業標竿以上的運轉能力。
就獲取數據的方式而言,SKF EnlightQuickCollect則具有輕巧便攜共享的特點,它可以連接到各種轉動設備,來近一步收集溫度、濕度、振動和其它設備關鍵的製程數據,透過結合智慧型手機的APP,來方便客戶快速地識別轉動設備之狀態並分享數據,最大程度地提高設備的維護效率,減少非計劃停機,顯著提升可靠度,進而在造成故障或損壞之前就可確認潛在的機器設備異常狀況。目前SKF集團也同時在進行一項將資料收集和分析整合在同一個感測器單元(micro electro mechanical system)的計畫,尺寸大小將在2 cm以內,而這也表示著更加降低的硬體成本與更高的應用普及性。
在數據化的幫助下,SKF為客戶服務的方式亦將有重大轉變。儘管提供硬體的交易模式仍然很重要,但它將開始被更多以運轉性能做為基礎的合約所取代,如SKF 和一家礦業公司已達成了為期五年的「Rotation for Life / 終生運轉」合約,確保其在合約期間的營運效率。

SKF台灣參與工業4.0的現況

SKF台灣在工業4.0的耕耘,不僅只是提供產品與服務,還包含著深厚的技術,目前更有許多專案正在積極的展開中。台中是精密機械產業發展的重心,著眼於此,SKF台灣在10餘年前即整合SKF在亞洲,特別是日本在工具機主軸的知識與技能,成立「精密主軸中心」,以便能夠即時提供客戶在主軸製造、設計改善與維修服務等需求。主軸從原物料取得、進料檢驗、組裝流程、跑合測試到最終的成品出貨,每一道生產流程都有著嚴謹的檢測標準,確保產品之品質,讓機台運轉時,發揮優異的運轉性能。近期,SKF台灣與一家具有全球領導地位的工具機廠商共同合作,不僅朝向達成預知保養的目標前進,更要透過對設備狀況的即時數據掌握,進行最佳的資源配置。當發現機台設備有閒置狀況時,即透過快速比對找到符合供應鏈需求與機台特質的產品訂單,進而讓閒置的設備發揮其潛藏的能量。除此之外,SKF台灣也同時與幾家大型的工具機廠商合作,將振動加速規、位移計等感測裝置植入工具機主軸中,搭配SKF IMx系列產品甚或其他廠牌的數據處理裝置,作為進入大數據時代的基礎。

 

Demo Case 中,藍色的機上盒IMx-8,可將溫度、振動等訊號,藉由藍牙傳送至平板(左上),即時呈現運轉資訊。


工業4.0對各個產業都有著深遠的影響,其工作原理是以服務支援為基礎,透過雲端、安全性和連接性運作為一個聯合性的基礎設施;然而,”One size does not fit all ”,即使是同一個型號產品交付給相同產出之公司,運轉後亦不盡然能得到完全相同的運轉效率,此時,彈性生產即為產業和企業的終極目標。此外,SKF看到了在成本和價值主張的角力下,價值創新之重要性,最佳化整個價值鏈的成本和效率更是關鍵所在。最後,在大數據時代裡,如何讓數據從所有權的觀念轉換為共享,也就是生態系的概念,將是影響工業4.0發展速度的關鍵因素。若相關資訊無法在價值鏈之間流動和共享,預知保養、供應鏈創新與智慧生產等目標就難以實現。但這其中涉及了許多待探討議題,如商業機密、隱私權、國家立法等。共享平台一旦被打造起來,對於各個產業而言,無論是垂直面-上下游廠商、水平面-競爭者,原本既有的疆界亦將變得模糊不明,進而改變了整體產業生態,如產業鏈合作或跨界整合,而效率提升所帶來的各種效益與價格再進化,將可能大幅降低整體的營運成本。

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