遠東先進纖維營運部協理林偉仁

善用學界資源 推動數位轉型

採訪/施鑫澤 文/林裕洋 刊期/2019.9

製造業在智慧製造導入過程中,IT與OT層面的溝通成為關鍵的環節,遠東先進纖維從OT著手,打造智慧製造成果,值得參考。

遠東先進纖維營運部協理林偉仁指出,化纖產業之間的競爭非常激烈,若要維持在產業的領先優勢,必須持續改善生產流程,當工業4.0概念問世之後,我們也投入許多時間與資源深究奧秘。

在人口老化下、勞動力萎縮、人力資本存量增速減緩的趨勢下,根據 OECD在「經濟挑戰新思路(The New Approaches to Economic Challenges, NAEC)之研究計畫中指出,將成為衝擊全球經濟成長的重要因素。因此,未來全球GDP增長關鍵將更依賴技術的累積,尤其是創新及知識資本的累積,也讓眾多國際企業將轉型視為未來重要發展主軸。

橫跨石化能源、聚酯化纖、水 泥建材、百貨零售、金融服務、海陸 運輸、通訊網路、營造建築、觀光旅館等領域的遠東集團,也在2015年開始推動轉型策略,期盼能維持在市場中的領導地位。而隸屬該集團旗下的遠東先進纖維,則積極透過與學界合作的方式,推動多重轉型專案,讓公司整體競爭力獲得大幅提升。

遠東先進纖維營運部協理林偉仁指出,以創新和差異化為客戶創造優質價值的精神,提供客戶卓越品質的產品與服務,向來是遠東先進纖維貫徹的承諾。在商業環境快速變化下,我們在不斷推出高附加價值的新產品,維持在亞洲市場的領導地位外,亦藉由推動數位轉型計畫,從Smart Production、Green Production、urban production 等三大面向著手,運用工業物聯網與大數據分析改善製程,以達到提昇品質及效率。

擴大領先優勢 推動轉型策略

創立於1995年的遠東先進纖維,是由美國杜邦公司和遠東企業雙方的優勢共同投資成立,以最先進的科技設備及紡織技術,投入生產和銷售具功能性、舒適性及高附加價值的尼龍6,6纖維產品,為服飾業提供各種高級纖維精品。在新產品開發團隊契而不捨的創新研發,該公司不斷推出高附加價值的新產品,同時也藉由跨部門的研究改善小組,採集大量數據,運用大數據平台法分析瑕疵改善製程,以提昇品質及效率,更進而為客戶創造優質價值,超越客戶期望,增進客戶滿意度。

遠東先進纖維投入生產的尼龍6,6纖維,是各種名牌服飾不可或缺的高科技纖維,具有高附加價值及多項功能性,包括高度耐穿,能承受高溫,質地均勻,手感極佳及具有服飾最需要的不易退色和彈性良好的品質。正因如此,該纖維被大量應用於各種高級紡織品上,如要求質感的高級服飾、防風防水滑雪裝、運動服、夾克、外衣、戶外服、羽絨服、吸濕排汗瑜伽服、女性內衣等等。

林偉仁說,化纖產業之間的競爭非常激烈,若要維持在產業的領先優勢,必須持續改善生產流程,當工業4.0概念問世之後,我們也投入許多時間與資源深究奧秘。由德國政府提出的工業4.0,主要訴求運用資通訊科技將原本獨立運作的生產設備串連起來,以便能一窺生產流程的全貌。然化纖生產流程相當複雜,只要一個疏忽便會造成極大損失,所以遠東先進纖維從創立開始,就已逐步建立自動化生產機制,並且早在15年前已完成全產線串連工作,即是目前全球關注的智慧製造。

在此狀況之下,遠東先進纖維似乎沒有跟進的必要,但是在維持與競爭對手之間的差距,以及配合遠東集團推動的轉型策略,該公司也決定推動相關數位專案,進一步優化生產流程與環境,成為全球化化纖產業產業的標竿。

化纖生產流程複雜 穩定為優先考量

有別於多數人熟悉的紡織業,化纖產業是將不同化學原料聚合後,轉換成為化纖原料,所以是介於化工、紡織之間的中間產業,上半段是採用與傳統化學工業相同的製程,後半段則為傳統批次生產製程。化工技術發展至今超過百年以上,且應用範疇深入各種行業之中,所以早在1970年代已建立一套非常穩定生產製程,避免因一個生產環節發生錯誤,而面臨上千萬的損失。

林偉仁指出,在追求產線穩定運作的前提下,多數化纖產業對創新科技大多都保持懷疑的態度,需再三確認是否會影響生產流程。以問世多年的乙太網路為例,因為該通訊協定採取先搶先贏的碰撞原理,很容易出現封包遺失的狀況,加上只要一個節點發生故障,整個網路就會癱瘓,所以早期化纖產業都是採用穩定度較高的token網路架構。

在1990年代之前,化學工業、化纖產業幾乎都是使用單一廠商的離散控制系統,大多屬於封閉系統,直到20年前才開始出現可進行跨平台資料交換的開放系統。而隨著Windows等開放作業系統成為主流後,儘管多數業者逐步引進操作介面較容易的開放作業系統,但底層控制網路架構依然是封閉架構,也是OT人員相對熟練的技術。所以遠東先進纖維認為要推動數位轉型時,引入工業物聯網架構,建置大數據平台,也要讓負責專案的OT人員願意接受這些新技術,才能降低推動數位轉型的挑戰。

OT小組為核心 IT小組提供協助

有別於多數企業由IT部門主導,遠東先進纖維認為數位轉型專案成功與否的關鍵,在於團隊成員必須具備足夠產業知識,以及熟悉公司既有生產流程,才能發揮事倍功半的效果,否則光是要熟悉產業知識就得花費不少時間。其次,IT部門原本就得負責OA環境中的資訊設備,若還得肩負數位轉型專案的工作,勢必還得增加更多人力,反而會增加公司營運成本支出。

在此狀況之下,遠東先進纖維數位轉型推動團隊,分成OT、IT小組,其中OT技術小組負責電力系統、物聯網應用、協作型機械人應用,如將電能管理系統由高壓電力擴展至低壓動力、無線燈控、環境溫溼監控等。至於IT技術小組負責IT基礎架構調整,如既有系統與 ERP 升級計畫、資料倉儲建立、資料虛擬技術應用、大數據平台建構、資料可視化平台建置、行動應用技術建置 網路頻寬管理、OT與IT網路切割、無線技術應用、混合雲平台硬體建置、資訊安全等等。

「跨部門的OT小組成員,分別具備電氣設備與電力專長、各類工業儀表原理與應用、熟悉 PLC 與控制網路整合、DCS 離散控制系統應用等產業知識等。」林偉仁解釋:「在豐富產業知識與經驗基礎下,我們針對不同專案成員,進行IT 基礎技術、物聯網技術、協作型機械人行動應用技術、影像辨識技術、資料庫、資料科學等專業課程技術補強,以滿足企業轉型所需。」

改變傳統思維 降低新技術成本

誠如前述,OT員工對創新科技向來保持懷疑的態度,林偉仁在協助團隊成員補足創新科技的基礎知識,如樹莓派、Android等新設計工具應用,先將物聯網專案應用於與產線沒有關聯的會議室、電氣室環境溫溼度監控等情境中,讓員工嘗試以創新技術取代傳統技術。傳統會議室電燈開關設計邏輯非常簡單,是由牆壁電源開關啟動或關閉電燈,在大型會議室中則可能分成前區電燈、後區電燈等,對熟悉電機配線的專業人士而言,是再平常不過的工作。

但是當加入物聯網系統應用初期,在不熟悉設計語言與流程的狀況下,整個專案花費時間可能是原始設計方式的數倍。因此,當在進行首個設計專案時,便有團隊成員提出質疑,為何要用價格較高、設計較複雜的新科技,取代穩定、方便的傳統佈線方式。

林偉仁表示,引進創新科技過程,須重新思考與取捨後,會議室的電燈部署邏輯應該要有所改變。如改用手機控制電燈的開啟、關閉,就可省下舊有安裝在牆壁上的開關,同時電線部署的材料成本與人工配線時間大幅下降,整體建造成本反而下降了38%,每盞燈都在網路上控制,未來各種應用的可能性全面提升。在會議室燈控改造工作完成之後,近一年的使用過程中,並沒有發生異常狀況,也讓OT團隊同仁更有信心的引用工業物聯網相關技術。

另外,遠東先進纖維為實現智慧製造願景,在綠能生產面向上導入無線智慧電網進行設備耗能管理,除可針對設備用電量分析,更可進一步透過能源數據異常與否,監控生產設備的運作狀況。引進傳統智慧電表的成本較高,但是經由工業物聯網新創公司以無線LoRa傳輸技術整合,產生新一代的無線智慧電表,雖然無線智慧電表增加了專案投資成本,但是無線技術的應用免去複雜的施工費用,大幅減少佈線的成本支出。相較於傳統電表的專案執行,無線智慧電網新技術的引入,反而下降了整體專案導入成本。

推動產學合作 改變團隊工作思維

儘管透過專業課程訓練、實作等措施,遠東先進纖維數位轉型團隊正逐步熟悉運用AI、大數據、感測器等創新科技的方式。只是要改變傳統思維並不容易,唯有引進外部力量才能加速專案的推動,所以遠東先進纖維也選擇與元智大學等學校合作,透過產學合作方式,讓學生能運用生產線實際資料執行研究專案,讓團隊成員間接了解創新科技的發展現況與應用方式。

過去幾年,該公司推動產學合作專案相當多元,如工業智慧電網人工智慧、空壓機耗能分析與故障預測、冷凍機耗能分析與故障預測、AI人工應用取代主管命令-以冷卻水塔優化為例。以空壓機耗能分析與故障預測為例,即是針對重大設備耗能管理與故障偵測,避免能源浪費與不預期的停機中斷,造成生產重大損失。

林偉仁認為,產學合作是創造雙贏局面的最佳模式,可帶來兩大面向的效益。首先,讓學界人才瞭解企業生態、未來如何與業界主管溝通實務應用,有助於掌握商機、開創新事業。其次,則是業界人才技能提升,可打破既有慣性、應用新技術,乃至於了解新方法,進行數位轉型,以及建構人工智慧自我學習環境,確保人工智慧落地應用,外部引入的人工智慧能力,組織內的人才可以持續教導訓練,避免停滯式人工智慧應用。

在AI成為主流下,許多人都認為可藉由AI達到提升製造效率與品質。只是林偉仁認為該技術有被過度神話的疑慮,尤其需要耗費大量成本、大量部署感測器,才可能發揮一定成效,卻不一定能符合企業的期待。因此,遠東先進纖維建議AI技術應用,仍須遵守財務管理策略,投資如何回收,策略管理原則仍需考量,在有限框架中的人工智慧應用,如深度學習的影像辨識應用,有較高的成功率,同時數位轉型過程需有階段性的成果激勵,讓團隊信心提升,團隊更有意願持續運用人工智慧優化整體營運效益。