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【元宇宙引領智慧製造革命】Bosch 打開通往「元工廠」的大門!這軟體成為最關鍵鑰匙

【TechOrange 編輯部導讀】
隨著人工智慧、雲端與自動化技術不斷演進,智慧製造正在進入下一個關鍵階段。《TO》精選了世界數家智慧工廠案例,帶領讀者一起了解最先進、最高效與最為永續的新製造面貌。
以下,是全球最大汽車零件製造商 Bosch 的智慧工廠精彩案例:Bosch Connected Factory。

全球最大汽車零件製造商 Bosch 位在德國布萊夏地區的連網工廠(Bosch Connected Factory)專門生產車身穩定裝置(ESP)和防鎖死煞車系統(ABS)等安全系統,且是該製造商通往元宇宙工廠之路的一個重要里程碑。

元宇宙工廠,或稱元工廠(Meta-Factory),被認為是智慧工廠的下一階段,而將 Bosch 推向元工廠的重要基礎建設,則是一款名為 Nexeed 的工業 4.0 智慧軟體。

圖片為 Bosch 位於德國南部 Oberallgäu 地區的 Blaichach 工廠。(圖片來源:Bosch)

Bosch 數位孿生技術打通元宇宙工廠之路,生產線預測更加容易

宛如科幻場景的元宇宙虛擬空間,正在工業應用上取得真實進展,將現實世界中的物理資產、人員、感測器、系統等藉由虛擬方式呈現出來,讓人類方便進行廠房管理並掌握實即時數據。

在元宇宙工廠中,機器和設備將被虛擬化、數位化,透過數位孿生技術(digital twin)與現實世界進行互動和交流,進而實現更加智能和高效的生產營運。

由 Bosch 連網工廠開發的智慧軟體 Nexeed,就是結合了數位孿生 3D 模擬的優點,能讀取超過 6 萬個感測器中的關鍵數據,彙整各種不同數據流,並將這些數據快速交付給操作員,實現預測性維護(predictive maintenance)。而這些機器數據,正是過往很容易被機器操作員所忽略的。

透過 Nexeed,操作員只要運用桌面電腦或行動式的平板電腦,就能隨時監控不同機器的操作狀況,一覽無遺整個生產線的製造運作狀態,透過預測報告及早因應產線問題。(圖片來源:Bosch)

延伸閱讀:工業元宇宙轉型不是選擇題!台灣微軟:製造業得加緊腳步

Nexeed 智能軟體管理:降低 25% 維護成本、25% ESP 生產線中斷情形

舉例而言,Nexeed 上的數據報告通知,可以顯示零件裝配線上的灌封工具即將需要進行維修,提醒人員及早準備,這樣的預測反應等同讓機器的停機時間縮到最短,而在 Bosch 工廠中,透過這樣的系統成功減少了 25% ESP 生產線的擾動中斷問題。

Nexeed 的核心組件是工業應用系統,以單一整合的儀表板加上用戶介面,與所有連接的應用程式進行接口,這種連接性往往需要耗費大量的程式運算,包括處理價值鏈上許多機器和系統來源的數據,以及解釋供應鏈上許多格式和通訊協議,因此融入數字孿生技術的優勢,在於能夠收集並整合這些大量數據,把數據同質化,從那些製造工廠機器的公司到軟體開發人員到維運工程師等,提供更便利的工作流程。

Bosch Blaichach 工廠現場。Nexeed 已經將 ESP 停機時間減少了 1/4。(圖片來源:Bosch)

Bosch 布萊夏連網工廠生產調度部門負責人 Christoph Kunz 表示,「Nexeed 是我們生產設備的大腦,它讓(生產)流程變得透明,並告訴我們的機器應該要做什麼,以及何時做。」Kunz 指出,他可以在他的電腦或是平板上輕鬆追蹤每台機器的狀況。

據統計,Bosch 透過 Nexeed 這樣的智慧製造方案降低 25% 維護成本,增加 15% 機器可用性,提升 15% 物流資產利用率,還削減了 30% 的庫存量。除此之外,至今為止全球已有超過 100 家 Bosch 客戶也已受益於該公司 Nexeed 智慧工廠轉型的專業知識和實踐,甚至 Bosch 也將其作為一站式服務提供給北美市場。

最重要的是:效率,也意味著永續。數位化能源管理亦有助於減少工廠的碳足跡。Bosch 也推出了一個相應平台 Nexeed Energy Platform。其位於德國洪堡(Homburg)的工廠在應用該平台後,成功將能耗降低了 40%,並且透過查明空氣洩漏點,每年省下 80 萬歐元(約新台幣 2653 萬元),資本支出的回收期不到兩年。

Nexeed 可以協助員工處理數據,並查明工廠的壓縮空氣洩漏問題。(圖片來源:Bosch)

全球製造業都在追求的價值創造!未來工廠會是什麼模樣?

在「未來工廠」中,對機器、流程和數據的整合需求將越來越高,而工廠無疑需要一個敏捷精實、具前瞻性、模組化且連接性強的解決方案,以創造更高的生產價值。

延伸閱讀:台灣製造業如何做工業元宇宙轉型?台灣微軟看好:轉型速度會比上雲轉型更快!

上述的 Nexeed,就為 Bosch 邁向未來工廠打造了一個極佳的基礎建設。因為它還有一個極大的優勢:開放性,這可以在很大程度上幫助製造業應對工業 4.0 的挑戰,當應用於現有生產線上,能輕易把機器連接到工業物聯網(IIoT),不僅提高了生產效率和縮短生產週期,還能提高生產品質,幫助解決許多製造業正在面臨的實際挑戰,如人力短缺、環境保護議題、生產效率瓶頸等。

Bosch 連網工廠的創新案例,正在幫助全球智慧製造的前景鋪路,在未來的智慧工廠中,我們有望看到這類不可逆的趨勢:輕鬆的協調配置機器運作,根據需求和條件即時擴張或縮小生產線;工廠地板上的感應迴路將提供供電,讓無人搬運車(AGV)運輸零件,實現人和機器人之間的緊密合作;運用數位孿生技術分析、模擬複雜的物理現象並進行預測;極為快速的 5G 網路,達成即時性的數據共享,促進製造業達成全面性的高效營運。

智慧工廠的普及,必然會帶來新的發展和可能性,為製造業提供更多的創新解決方案,作為全世界最大的汽車零件製造商 Bosch,其連網工廠在其中必定會繼續扮演重要角色,值得我們持續關注。

參考資料:Bosch1234Bosch RexrothSustainability Successmetrology.news,首圖來源:Bosch。

(責任編輯:藍立晴)

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