TW201535279A - 用於製造現場的分散式控制系統 - Google Patents

Abstract

一種用於製造現場的分散式控制系統，包含一資料來源端；一資料收集器用以收集該資料來源端所提供或載入的資料；一控制系統連線該資料收集器，其包含一工作機台管理機制、一工單管理機制、一標準工時設定機制、一效率分析機制及一防錯機制；一企業資源規劃系統連線該控制系統。該工作機台管理機制搭配該資料收集器，以執行各工作機台的運作狀態監控；該工單管理機制搭配該資料收集器與該企業資源規劃系統，用以執行工單狀態的管理；該標準工時設定機制搭配該工單管理機制用以計算設定製造該產品的標準工時；該效率分析機制搭配該工作機台管理機制與工單管理機制用以產生一機台效率；該防錯機制搭配該工單管理機制與該企業資源規劃系統以控制工作機台能否開機。藉此可達到即時了解工作機台與工作人員的工作狀態以進行各項分析，以及可減化日報表的填寫及縮短日報表的產生時間，進而達到加速管理流程及避免產生異常成本的功效。

Description

用於製造現場的分散式控制系統

本發明係關於一種人機介面操作，以及資料傳遞與管理的技術領域，特別是指用於製造現場的分散式控制系統。

一般的製造生產流程係將客戶端需求製做成工單並予以適當排程後，將工單交給製造場的主管，再由現場主管交付給機台操作員進行工單內容的製作生產。現場人員生產完畢後需填寫日報表，並將日報表交給生管人員，再由生管人員將日報表內容輸入企業資源規劃(ERP)系統。

上述的現場控制管理方式雖可達到分層管控的效果，但是會產生重覆交付資料與重覆填寫資料的情形，因此製造現場的生產資料不能達到即時顯現的效果；一般而言，以傳統的管理系統，生產資料會有至少一天的資訊落差。此外生產資訊不能即時顯現，表示管理者不能即監控生產效率，以及不能即時進行人員或機台設備的協調與調度，因此傳統管理系統不能有效地提高生產效率。

台灣第I245206號專利揭露一種產品製造中合併以事件為基礎的生產資訊與財務及採購系統及其方法。該專利前案所使用的「事件」是指任何會影響用來生產產品之程序或機器生產力，或會影響所製出的產品品質的偶發狀況。更進一步而言，該專利前案是針對生產製造過程之浪費、機械延遲及產品品質的生產資料追蹤方法。

台灣第I331262號專利揭露一種複數機台之自動連結系統，其在複數機台中選一為主控機台，其餘為從屬機台，各機台互相連線以形成主從式串接系統。該專利前案雖然可使資料搭配適當的通訊協定於機台間傳遞，但是未揭露資料的收集方式。

本發明的目的在於提供一種用於製造現場的分散式控制系統，其具有能夠即時了解機台狀況與生產資訊、可以快速準確的進行稼動分析、標準工時分析、實際工時分析，進而有效且準確的計算實際生產成本與人員績效之功效。

又本發明具有可及時收集生產資料且可以將生產資料傳送至企業資源規劃系統，據以減化生產日報表的填寫及縮短生產日報表的產生時間，進而達到加速管理流程，以及避免人員作業疏失而產生的異常成本的功效。

為達上述目的與功效，本發明的技術手段包含一資料來源端；一資料收集器用以收集該資料來源端所提供或載入的資料，以及一工單；一控制系統連線該資料收集器，其包含一工作機台管理機制、一工單管理機制、一標準工時設定機制、一效率分析機制及一防錯機制；以及一企業資源規劃系統連線該控制系統。

其中該工作機台管理機制係可搭配該資料收集器，以執行各工作機台的運作狀態監控。該工單管理機制搭配該資料收集器與該企業資源規劃系統，用以執行工單狀態的管理；該標準工時設定機制搭配該工單管理機制用以計算設定製造該產品的標準工時；該效率分析機制搭配該工 作機台管理機制與工單管理機制用以產生一機台效率；該防錯機制搭配該工單管理機制與該企業資源規劃系統，在不能滿足開工要求的情形下，對應該工單的工作機台不開機。

以下即依本發明的目的與功效，茲舉出較佳實施例並配合圖式詳細說明。

10‧‧‧資料來源端

12‧‧‧資料收集器

14‧‧‧控制系統

16‧‧‧企業資源規劃系統

18‧‧‧工作機台管理機制

20‧‧‧工單管理機制

22‧‧‧標準工時設定機制

24‧‧‧效率分析機制

26‧‧‧稼動分析機制

28‧‧‧即時觀察機制

30‧‧‧防錯機制

32‧‧‧工作機台

34‧‧‧工單

36‧‧‧工作人員

38‧‧‧顯示器

第1圖係本發明之方塊示意圖。

第2圖係本發明之控制系統方塊示意圖。

第3圖係本發明工作機台管理機制實施示意圖。

第4圖係本發明工單管理機制實施示意圖。

第5圖係本發明標準工時設定機制實施示意圖。

第6圖係本發明效率分析機制實施示意圖。

第7圖係本發明工作機台稼動分析實施示意圖。

第8圖係本發明工即時觀察機制實施示意圖。

第9圖係本發明防錯機制實施示意圖。

第10圖係本發明另一控制系統方塊示意圖。

第11圖係本發明工單管理機制與防錯機制實施示意圖。

第12圖係本發明人員效率分析實施示意圖。

第13圖係本發明工作人員稼動分析實施示意圖。

請參閱第1圖，本發明包含一資料來源端10、一資料收集器 12、一控制系統14及一企業資源規劃(ERP)系統16。更進一步，該資料來源端10可以是一或多個工作機台、一或多個測量儀器、一或多個人員，或是以上所揭露之工作機台、測量儀器及人員的組合。該資料收集器12係用以收集該資料來源端10所提供或載入的各形式資料。

上述各形式資料的載入方式可以是自動載入或藉由人工方式載入。以工作機台為資料來源端10為例，該資料收集器12係可配置在該工作機台或是連線該工作機台，是以當該工作機台的工作狀態，例如工作中、故障、保養、停機等等資訊，均可以自動的載入該資料收集器12，或由人工方式選擇輸入。又以現場包裝人員為資料來源端10為例，包裝人員可藉由人工輸入方式將已發現的狀態，例如產品不良情形、數量等等資訊，輸入該資料收集器12。

該控制系統14係連線該資料收集器12，例如將該控制系統14安裝在該資料收集器12，或是將控制系統14安裝在一伺服器(未顯示)，且使該伺服器與該資料收集器12以有線方式或無線方式連線。換言之，該控制系統14可以是應用程式，或適當軟體與硬體的組合。又該控制系統14可與一企業資源規劃(ERP)系統16連線，如此該資料收集器12、該控制系統14及該企業資源規劃系統16互相搭配且進行資料的傳送，可以對具有一或多個工作區的製造現場的生產資料進行收集、整合、監控與管理。

請參閱第2圖，針對使用工作機台的製造現場，該控制系統14可以包含一工作機台管理機制18、一工單管理機制20、一標準工時設定機制22、一效率分析機制24、一稼動率分析機制26、一即時觀察機制28及防錯機制30。

進一步，請參閱第3圖，該工作機台管理機制18係可搭配該資料收集器12，且該工作機台管理機制18與該資料收集器12的組合可用以收集各工作機台32的登入資訊。再者該工作機台管理機制18係可搭配該企業資源規劃系統16用以執行各工作機台32的運作狀態監控，包含機台故障、維修、無人力停機、無工單停機等等狀態。上述關於工作機台的登入資訊及運作狀態可以顯示於該資料收集器12所配置的顯示器(未顯示)。

請參閱第4圖，該工單管理機制20係可搭配該資料收集器12與該企業資源規劃系統16。進一步，一或多張工單34可透過該資料收集器12進行輸入，例如讀取工單上的條碼，藉此達成工單登入資訊的收集。此外已輸入的該工單34資料可與該企業資源規劃系統16內的工單資料及機台資料進行比對，藉此達成工單34的開工、完工、重工及暫停等等狀態的管理。更進一步，機台執行完該工單的34的內容後，可以進行工單報工並將且統計良品與不良品的數量。

請參閱第5圖，該標準工時設定機制22係可搭配該工單管理機制20用以收集各式產品實際投入製造的工時，並依此設定標準工時。舉例而言，以該工單管理機制20進行收集一或多張甲產品工單中連續製作良品的數量與時間，以及收集一或多張乙產品工單中連續製作良品的數量與時間，並據此分別計算得出生產一個甲產品及一個乙產品的標準工時。是以該標準工時設定機制22結合該工單管理機制20之工單內容執行報告中的資訊，進行計算及設定，進而產生對照該工單內容的標準工時。

請參閱第6圖，該效率分析機制24係搭配該工作機台管理機制18與工單管理機制20以產生一機台效率。其中機台效率係以一工作機台 32為分析主體，根據前述的工單管理機制20可知每一工作機台32執行完工單34內容的工作時間、良品數量與不良品數量，其中該工作時間為工作機台32真正執行工作的時間，且可進一步計算出製造一個產品的平均工時；其次再取該平均工時與標準工時進行對比，則可獲得該工作機台32對應該產品的機台效率。

又該效率分析機制24包含產生一人員效率。其係針對每一工作人員36在執行每一工單34內容時所費的工作時間分別對照相同產品的標準工時，藉以產生人員效率。該工作人員36工在執行工單34的過程會包含一些不具生產力的行為而導致工作機台32沒有連續工作，例如工作人員36暫時離開工作崗位，因此工作人員36的執行工單34的工作時間會大於工作機台32的工作時間。

請參閱第7圖，該稼動率分析機制26係搭配該效率分析機制24。更進一步，由該效率分析機制24中可獲知工作機台的實際工作時間(即負荷時間)，以及工作人員的工作時間，其中工作人員的工作時間減去工作機台的工作時間，即可獲知工作機台的停機時間。由於稼動率=(負荷時間-停機時間)/負荷時間，因此該稼動率分析機制26係搭配該效率分析機制24以獲得製造現場各工作機台的稼動率。換言之，透過每日的作業狀態可以收集各機台的稼動情形，進而分析使用工作機台的使用率及是否應該進行機台增購汰換。

請參閱第8圖，該即時觀察機制28係搭配該工作機台管理機制18與該工單管理機制20。更進一步，該即時觀察機制28係自該工作機台管理機制28及工單管理機制20的內容中取用機台名稱、機台狀態、工單號 碼、工單狀態及生產數量，且將各工作機台的生產資訊顯示於一預定的顯示器38。又該即時觀察機制28係可以僅搭配該工單管理機制20，並進一步，自該工單管理機制20的內容中取用工作人員資料、工單號碼、工單狀態及生產數量，且將各工作人員的生產資訊顯示於一預定的顯示器38。

請參閱第9圖，該防錯機制30係搭配該工單管理機制20與該企業資源規劃系統16。進一步，一工單34搭配該工單管理機制20輸入後，該工單34即可與已建立在該企業資源規劃系統16內的待作業內容進行對比，在不能滿足開工要求的情形下，例如發現輸入的工單34已完工或無該工單等情事，則該對應的工作機台不開機。藉此達到防止誤開啟工作機台的情形。

本發明也適用於一個沒有工作機台，且人工或目視方式執行工作內容的製造現場，例如包裝區、組立區或品管區等等，且沒有工作機台的製造現場的控制系統同樣可見於第2圖所示，其包含資料來源端10、資料收集器12、控制系統14及一企業資源規劃系統16。

請參閱第10圖，該控制系統14包含工單管理機制20、標準工時設定機制22、效率分機機制24、稼動率分析機制26、即時觀察機制28與防錯機制30。

請參閱第11圖，該工單管理機制20係可搭配該資料收集器12與該企業資源規劃系統16。進一步，一或多張工單34可透過該資料收集器12進行輸入，例如讀取工單上的條碼，藉此達成工單登入資訊的收集。此外已輸入的該工單34資料可與該企業資源規劃系統16內的工單資料，藉此達成工單34的開工、完工、重工及暫停等等狀態的管理。更進一步，執行 完該工單的34的內容後，可以進行工單報工並將且統計良品與不良品的數量。又該防錯機制30係搭配該工單管理機制20與該企業資源規劃系統16。進一步，一工單34搭配該工單管理機制20輸入後，該工單34即可與已建立在該企業資源規劃系統16內的待作業內容進行對比，在不能滿足開工要求的情形下，例如若發現輸入的工單34已完工或無該工單等情事，則該工單34不應被執行，藉此達到防止誤執行的情形

請參閱第5圖，該圖所揭示之控制流程除適用於具工作機台的製造場外，也適用於不具工作機台的製造現場。更進一步而言，以包裝現場而言，該工單管理機制20進行收集一或多張甲產品工單中連續完整包裝成的數量與時間，以及收集一或多張乙產品工單中連續完整包裝的數量與時間，並據此分別計算得出包裝一個甲產品及包裝一個乙產品的標準工時。是以該標準工時設定機制22結合該工單管理機制20之工單內容執行報告中的資訊進行計算及設定，進而可產生對照該工單內容的標準工時。

請參閱第12圖，該效率分析機制24用以產生人員效率。其係針對每一工作人員36在執行每一工單34內容時所費的平均工時分別對照相同產品的標準工時，藉以產生人員效率。更進一步，該工作人員36工在執行工單34的過程會包含一些不具生產力的行為而導致工作狀態沒有連續，例如工作人員36暫時離開工作崗位，因此工作人員36執行工單34的工作時間會大於實際的工作時間。

請參閱第13圖，該稼動率分析機制26係搭配該效率分析機制24。更進一步，由該效率分析機制24中可獲知人員的實際工作時間(即負荷時間)，以及工作人員的總工作時間，其中工作人員的總工作時間減去實際 工作時間，即可獲知人員無效工作時間。因此藉由該稼動率分析機制26搭配該效率分析機制24可以獲得製造現場各工作人員的稼動率。換言之，透過每日的作業狀態可以收集各工作人員的稼動情形，進而可以準確的分析工作人員是否應該進行增補或調度。

是以應用本發明可以即時的了解機台狀況與生產資訊，而且可以快速準確的進行稼動分析、標準工時分析、實際工時分析、進而有效且準確的計算實際生產成本與人員績效。此外由於本發明所揭露的控制系統可以及時收集生產資料且可以將生產資料傳送至企業資源規劃系統，故可以減化生產日報表的填寫及縮短生產日報表的產生時間，據以達到加速管理流程，以及避免人員作業疏失而產生的異常成本。

以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。

14‧‧‧控制系統

18‧‧‧工作機台管理機制

20‧‧‧工單管理機制

22‧‧‧標準工時設定機制

24‧‧‧效率分析機制

26‧‧‧稼動分析機制

28‧‧‧即時觀察機制

30‧‧‧防錯機制

Claims (8)

1. 一種用於製造現場的分散式控制系統，係用以收集及分析具有一或多個工作機台的製造現場，其包含：一資料來源端，係為該工作機台；一資料收集器，係用以收集該資料來源端所提供或載入的資料，以及一工單；一控制系統，係連線該資料收集器，其包含一工作機台管理機制、一工單管理機制、一標準工時設定機制、一效率分析機制及一防錯機制；一企業資源規劃系統，係連線該控制系統；其中，該工作機台管理機制係搭配該資料收集器，且該工作機台管理機制與該資料收集器的組合用以收集各工作機台的登入資訊，再者該工作機台管理機制搭配該企業資源規劃系統用以執行各工作機台的運作狀態監控；該工單管理機制搭配該資料收集器與該企業資源規劃系統，且該工單透過該資料收集器進行輸入，藉此達成工單登入資訊的收集，又已輸入的該工單能與該企業資源規劃系統內的工單資料及該機台資料進行比對，藉此達成工單狀態的管理；該標準工時設定機制搭配該工單管理機制用以自動收集各工作機台投入生產製造各式產品的實際投入製造的工時，並依此計算設定製造該產品的標準工時；該效率分析機制搭配該工作機台管理機制與工單管理機制用以產生一機台效率，該機台效率係以工作機台為分析主體，根據該工單管理機制之 每一個工單所載入之該工作機台，以及該工作機台執行完該工單的實際工作時間，可計算出製造一個產品的平均工時；其次再取該平均工時與標準工時進行對比，則可獲得該工作機台對應該產品的機台效率；該防錯機制搭配該工單管理機制與該企業資源規劃系統，在一工單搭配該工單管理機制輸入後，該工單可與已建立在該企業資源規劃系統內的內容進行對比，在不能滿足開工要求的情形下，該對應該工單的工作機台不開機。
2. 一種用於製造現場的分散式控制系統，係用以收集及分析具有一或多個工作人員進行人工或目視方式執行工作內容的製造現場，其包含：一資料來源端，係為該工作人員；一資料收集器，係用以收集該資料來源端所提供或載入的資料，以及一工單；一控制系統，係連線該資料收集器，其包含一工單管理機制、一標準工時設定機制、一效率分析機制及一防錯機制；一企業資源規劃系統，係連線該控制系統；其中，該工單管理機制搭配該資料收集器與該企業資源規劃系統，且該工單透過該資料收集器進行輸入，藉此達成工單登入資訊的收集，又已輸入的該工單能與該企業資源規劃系統內的工單資料及該機台資料進行比對，藉此達成工單狀態的管理；該標準工時設定機制搭配該工單管理機制用以收集各工作人員投入工作的實際工時，並依實際工時計算設定一標準工時；該效率分析機制搭配該工單管理機制用以產生一人員效率，該人員效率 係以工作人員為分析主體，根據該工單管理機制之每一個工單，以及該工作人員執行完該工單的實際工作時間可計算出製造一個平均工時；其次再取該平均工時與標準工時進行對比，則可獲得該工作人員對應該產品的人員效率；該防錯機制搭配該工單管理機制與該企業資源規劃系統，在一工單搭配該工單管理機制輸入後，該工單可與已建立在該企業資源規劃系統內的內容進行對比，在不能滿足開工要求的情形下，該工作人員不執行該工單。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之用於製造現場的分散式控制系統，其中該控制系統為一應用程式且安裝在該資料收集器。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之用於製造現場的分散式控制系統，更包含一伺服器，該控制系統為一應用程式且安裝在該伺服器，該伺服器與該資料收集器形成連線。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造現場的分散式控制系統，其中該控制系統更包含一稼動率分析機制，該稼動率分析機制2搭配該效率分析機制，由該效率分析機制中獲知該工作機台的實際工作時間，進而計算獲得該工作機台的稼動情形。
6. 如申請專利範圍第2項所述之用於製造現場的分散式控制系統，其中該控制系統更包含一稼動率分析機制，該稼動率分析機制搭配該效率分析機制，由該效率分析機制中獲知人員的實際工作時間以及工作人員的總工作時間，進而計算獲得各工作人員的稼動情形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造現場的分散式控制系統，其中該控 制系統更包含一即時觀察機制，該即時觀察機制搭配該工作機台管理機制與該工單管理機制，更進一步，該即時觀察機制自該工作機台管理機制及工單管理機制的內容取用機台名稱、機台狀態、工單號碼、工單狀態及生產數量，且將各工作機台的生產資訊顯示於一顯示器。
8. 如申請專利範圍第2項所述之用於製造現場的分散式控制系統，其中該控制系統更包含一即時觀察機制，該即時觀察機制搭配該工單管理機制，更進一步該即時觀察機制自該工單管理機制的內容取用工作人員資料、工單號碼、工單狀態及生產數量，且將各工作人員的生產資訊顯示於一顯示器。