「數位工廠」技術如何幫助塔塔集團的Nano達到目標價格(下)

「數位工廠」的資訊科技幫助了Nano的製造成本於規劃過程中降低百分之二十。採用「數位工廠」後塔塔汽車公司已能能改進其創新的設計藉此使製造更加有效率。「數位工廠」使塔塔汽車公司可以實施「同步工程」，並且使塔塔汽車的組裝線可以進行多車種的混線生產，也就是使塔塔汽車公司得以快速的生產出各式各樣低成本的汽車。塔塔汽車版的「數位工廠」使工廠容易控制且具彈性，無論是重型商用車或乘用車Nano。   更多的機動性 「數位工廠」可以做更多，它也可以採用新的製程和技術來優化現有的工廠佈局，亦可模擬現有的生產線上產品的改變。 「以Ace這個車型為例子，同一條生產線，我們要發佈一個新的一噸重的Ace，這意味著這條生產線必須適應一個新產品。以Indica車型的工廠來說，在同樣的一條組裝線上，由於我們同時有新型與舊型的Indica產出，因此不同版本的Indica將配合不同的焊接線。」Umamaheshwarn表示。「在Indica的生產平台，我們有Inidca掀背車，Indigo轎車和Indigo休旅車，所以車種管理將是很重要的事情」他補充說。 「數位工廠」已經解決了這一點。它允許'假設'的分析，可以建立不同的情景，甚至提供更多的可能性。 Umamaheshwaran強調「數位工廠」對於緊密供應鏈和物流的重要性。 「汽車的儀表板是委外代工的」，他指出。「數位工廠」模擬可以幫助塔塔汽車公司了解整個儀表面板的模組。經由模擬一個複雜的系統的幫助下，系統規劃者和決策者認知到一件事，那就是委外代工可以替公司節省存貨空間，並減少周轉時間。 「在過去，人們靠著長時間累積的經驗來設計生產的設備，這些設計的經驗往往無法被保留下來，除非你換一種設計模式。」Mitra表示。「今天，變化是不斷的。而由於現今產品及式樣的多樣化，使消費者對產品的要求愈來愈高，導致生產變化也愈頻繁。「數位工廠」的重點不是在建立一個一次性的基礎設施，而是在它的靈活，能夠不斷地變化以因應新的要求，特別是當製程的改變可以降低成本的時候」。 「數位工廠」是幫助我們能更精確地執行。透過自動化規劃過程和工程內容，塔塔汽車公司已經成功降低了成本和縮短從初期產品概念到成功上市的時間。模擬設備和流程的能力，可以減少許多實際於系統裝設的重做成本，從而降低了TCO(Total Cost of Ownership) 。製造和設備規劃的時間減少了百分之三十，以致規劃製程的成本可以減少百分之二十。 「事實上，針對特定職務，設計整個流程的時間減少了百分之五十以上。在成本方面，某些職務已將費用控制在低於百分之五十」Mitra表示。 其他與「數位工廠」相關的優勢反映出製造業製造不停止的性質。「你禁不起5天的停工，讓你現場改變設備去測試是哪裡出了問題。你需要資料以進行模擬，計算出最小的停機時間並馬上使系統復原。」Mitra聲稱。 「以前，我們曾經有一個單獨的組織負責管理機器人程式及教導，「而機器人線上教導總是需要停工，於是我們必須要在假日的時候或預定的停工日來做機器人的程式變更。現在，我們不必等待。很多機器人可用離線教導及程式編寫來適應新的產品」他說。 結果如何呢？現在轎車從初期產品概念到成功上市的時間至少已經減少了6個月。「數位工廠」能在平衡生產線的同時快速辨識各區域的工作負荷和限制，以適應多車種的混線生產。 生意是永遠無法被滿足的。「在Pune工廠，我們的設備，是為了Indica而量身設計的。但是，今天如果我想要引進新產品到目前的設備系統，設計人員必須改變的是設備，而不是產品」Rajurkar說 。「這就是不同的地方。他們必須在一定的限制下設計。「數位工廠」在這個部分幫助他們很多。我們現在能夠預測瓶頸，生物力學問題和其他更複雜的問題—為避免大量的重做工。這有助於保持汽車的成本下降，因為重做工而導致時間延誤的成本是相當昂貴的」。 從巨觀到微觀  「「數位工廠」是一個極好的工具，以幫助高階管理人員去調整投資在資本密集的設備和工程的金額。早先，我們習慣不理解全貌就去執行某些事項，由於這一原因，我們會碰到出乎意料的問題。現在我們可以根據模擬的情形來提出五種不同的提案，並且選擇最好的一個」Rajurkar說。 「坦白說，我們的製程規劃部門是一個製程文件部，因為它過去常常提供記錄工廠狀況的文件。現在，該文件是系統自動產出，並且規劃人員可利用此空閒的時間去規劃製程」Umamaheshwaran說。 展望未來，Umamaheshwaran想要製作培訓操作員的模擬影片。「這方法讓我們能使每個人都明白他們在每個工作站應該做什麼事」他說。 這也將有助於解決語言問題在泛印度公司。「我們去北印度做事以及去其他地方時，我們必須把[培訓手冊]翻成當地語言，然而，翻譯的再多還不如直接播放模擬的影片，更容易被當地人理解」Umamaheshwaran 說。 「在「數位工廠」的領域裡我不能說我們已經充分的發揮其潛力 」Rajurkar補充說。「我不知道如何在「數位工廠」裡進行同一工廠的混線生產。我們還沒有確認這一點，我們想知道系統如何去配合多種車體的整條生產線的平衡」Rajurkar說。 「「數位工廠」有利於產品的團隊及製程設計的團隊在一個共同的以及無縫的整合平台上協同工作。「數位工廠」可帶給我們巨大的利益，根據「數位工廠」所提供的模擬能力、協力合作、產品設計，及可設想規模較小的設施並把它當成我們未來規劃藍圖的一部分」Mitra說。   以上兩篇文章 由 先構技研-Katrina 翻譯及詮釋 其內容參考自：How IT/ PLM helped Nano to meet price target http://toostep.com/insight/how-it-plm-helped-nano-to-meet-price-target

「數位工廠」技術如何幫助塔塔集團的Nano達到目標價格(上)

「數位工廠」的資訊科技幫助了Nano的製造成本於規劃過程中降低百分之二十。採用「數位工廠」後塔塔汽車公司已能能改進其創新的設計藉此使製造更加有效率。「數位工廠」使塔塔汽車公司可以實施「同步工程」，並且使塔塔汽車的組裝線可以進行多車種的混線生產，也就是使塔塔汽車公司得以快速的生產出各式各樣低成本的汽車。塔塔汽車版的「數位工廠」使工廠容易控制且具彈性，無論是重型商用車或乘用車Nano。

塔塔汽車Nano因為採用了沒有內管的輪胎，因此可以再降低兩公斤，塔塔汽車公司最近推出的「國民車」才剛寫下印度歷史的新頁，加上媒體競相報導他的創新，使Nano更顯得特殊。Nano的價格差異更是驚人，因為Nano的售價只有競爭對手不到一半的價格。Nano的排氣量如何？引擎放置於何處？每個故事角度範圍幾乎都被報導光了，除了如何利用數位工廠技術來幫助實現Nano的售價為1萬盧比（不到4000美元）還沒被大幅的報導。

「數位工廠」的資訊科技幫助了Nano的製造成本於規劃過程中降低百分之二十。資訊科技也展現了相同的成本效益於塔塔汽車的其他車型，但這還不是全部，採用「數位工廠」後塔塔汽車公司已能能改進其創新的設計藉此使製造更加有效率。「數位工廠」使塔塔汽車公司可以實施「同步工程」，並且使塔塔汽車的組裝線可以進行多車種的混線生產，也就是使塔塔汽車公司得以快速的生產出各式各樣低成本的汽車。塔塔汽車版的「數位工廠」使工廠容易控制且具彈性，無論是重型商用車或乘用車Nano。

企業初期

塔塔汽車公司大約三年前引進「數位工廠」。與其它IT專案比較之下，「數位工廠」就像集團裡的一個新生兒。

塔塔汽車從一個有10年歷史負責特殊功能自動部分規劃系統，晉升到一個中央的ERP及CRM平台，也運用了一套15年的國產產品生命週期管理（ PLM ）應用工具。在確認「數位工廠」能使製程更有效率之前，塔塔汽車已經具有相當多年的經驗。

但「數位工廠」最大的優勢是如何縮短產品上市的時間。

塔塔汽車公司IT總經理Probir Mitra回想：「對於一個汽車公司，一個關鍵的競爭優勢是它在很短的時間內，有能力推出新產品。一個有用及有效率的工廠設計和製造程序將可以壓縮產品上市的時間。我們察覺到我們現有的製程設計正拖慢我們的腳步」。

Mitra提到用現配調整的方式概念化設計工廠和產品及生產流程。用現配調整的方式也意味著公司在規劃新的工廠時很難找到合適的工具，工廠使用現配調整的方式，其流程需花較長的籌備時間來選擇適當可操作的工具及編寫組裝線上的機器人程式，而手動編寫機器人的程式是很耗費時間且容易出錯的步驟。

以上這些耗時的流程將會大大的提高成本。長期規劃意味著就算是用數據資料來設計汽車，一旦規劃時間拉長，則規劃將變得毫無用處；或當塔塔汽車試圖安排組裝兩個不同的產品在同一條生產線上時，將會出現意料不到的瓶頸。一旦改變了產品結構或在現有生產線推出了新產品而缺乏工具做「情境分析」，這將會拖慢了企業的腳步。

例如，一個工廠的產能為500台/天。而之後會發生什麼事？如果預測日益增長的市場需求，該公司決定將年產量提高到750台/天？該工廠將能夠擴大嗎？

工廠裡的每個設備建立都有一定的產量要求，包括特定的作業時間和容量，Mitra表示：「當你擴大工廠時，整體增加的人力和基礎設施的都必須被考慮進去」。

我們無法事先預知一天生產750輛車的工廠需要什麼設備，但透過「數位工廠」的模擬技術，我們卻能事先得知要達到這樣產能的工廠所需要的設備及人力，因此可明確公司的需求，尤其當公司初期成立只想先投資生產1,00,000輛車的的設備，但遠程目標是希望規劃出能生產5,00,000輛車的時候，這樣的模擬規劃是特別有幫助的。

Mitra回想：「當時幾乎沒有清楚地了解整個工廠的設計，尤其是在工廠的組裝線中不同零件的相互影響」。

規劃創新的控制系統

這時候Mitra和他的團隊決定採用Dassault System的數位化企業精實生產的交互應用（ DELMIA ）軟體來實施「數位工廠」。在2005年7月首次導入DELMIA軟體，總共花了4個月的時間。塔塔汽車的Ace為第一個採用「數位工廠」生產模式的車型 (一噸以下的卡車稱為Ace) ，接著是新Indica車型，再然後是Nano車型。

有關於產品設計和生產的工程規劃，經由「數位工廠」可使過程自動化，它不僅有助於製程規劃和工廠佈局，而且還實際模擬這些設計規劃所帶來的影響。

「數位工廠」涉及多個領域，包括產品設計，工廠佈局，時間測量，製程規劃，人因工程，機器人和整廠的模擬。它的輸出是採取製程的文件，即製造生產的藍圖。「數位工廠」整合了SAP以提供製程時間的數據用來估計產品的成本。

將「數位工廠」系統的數據資料輸入到企業資源規劃系統裡面，可預估產品及組件的成本。Mitra說：「當你排定生產的序列時，你必須到系統裡面預定此生產序列，當這樣做時，該系統會知道此生產序列所需的時間。在各種系統中有配合的天衣無縫的整合模式」
他補充說，在「數位工廠」裡，還可以模擬工人的運動和疲勞程度。由於裝配線是一種重複性質很高的工作，所以不利於工人的作動姿勢會影響生產效率。

Mitra指出：「做一個實體的原型要花很多錢。原型做出來之後，你可能會發現，有些地方需做修改。修改實體的費用可能相當昂貴，尤其當你的實體非常的巨大時，其費用更可觀」。

首席技術長（工程自動化）T.N. Umamaheshwaran說：「利用「數位工廠」做事先的模擬，可降低事後需修改的費用。在還沒有實際的設備之前，你就可以預先看到及排訂設施佈置。在第一個實機安裝前，你就可以模擬所有的作業模式」。

他說：「「數位工廠」是一種時間旅行的方法。如果我們沒有使用「數位工廠」的模擬技術，我們不能想像新的工廠裡面會發生什麼。在工廠開始安裝之前的兩年，我們就已經開始在虛擬世界裡佈局，我們甚至不知道工廠的地點在哪哩，但我們知道它每天會生產750輛車。模擬可以提供便捷的管理模式」。

該解決方案更容易完成組裝線上的更動。塔塔汽車公司的客車業務部門總經理Nitin Rajurkar（技術和生產服務）說：「在新Indica的專案裡面，可看到使用「數位工廠」所帶來的諸多好處。早期，我們必須取得原型，才會發現被忽視的一些實務問題，例如有可能是作業員在組裝時不能很方便的拿到或看到物件，但此刻做任何補救都為時已晚了。然而現在，我們卻能夠在檯面上就找出這些問題點並立即採取糾正措施」。

Umamaheshwaran補充說，模擬的影片可讓不同的團隊重覆觀看，每個小組根據他們的專業提出不同的意見。「為了測試一個新產品，我們需要製作大量的原型。這就像一個小工廠，測試的數量是巨大的，因為產品需要打入不同的市場及必須遵守一些規定」他提出。

然而塔塔汽車公司如果沒有投資6億盧比於DELMIA軟體的話，那就只能使用冗長且昂貴的原型的老方法。