制程改善
關注創建者：孔斯遙 創建時間：2015-07-14
制程改善的實例教程
本文主要是針對與CAE模擬技術相關的發展，偏向制程改善；有關于工廠生產管理自動化的部分，我們將另辟單元介紹。
「信息」是邁向工業4.0過程中的主角，而對于射出成型制程來說，信息不外乎是工藝條件、設備與原料狀況、以及產出的產品質量。信息由「數據」整理而來，而信息分析后便成為「知識」，知識便是推動技術前進的動能，因此我們可以說，邁向工業4.0就是在數據、信息與知識三者上不斷整合、強化的過程。過去在塑料加工產業中，產品、模具設計以及成型工藝條件多半是靠經驗傳承而來，多數人在工廠收集到的都是片段的信息，由于沒有完整的數據，因此并不能產生知識。工業4.0在塑料加工行業要強化的，就是將數據收集完整，信息流通自動化，以及利用計算機的運算能力產生知識。
而數據又是如何從真實的物理環境(例如傳感器所收集的數字)，轉換成可供運算分析的概念呢？美國國家科學基金會智能維護系統產學合作中心共同主任李杰博士，也是輔導Moldex3D進行制造服務創新的顧問，在工業大數據(2016)書中提到 Cyber-Physical System 的概念，「從實體空間對象、環境、活動中大數據的擷取、儲存、建構模型、分析、挖掘、評估、預測、優化、協同，并與對象的設計、測試和運作性能特征相結合，產生與實體空間的深度融合；進而透過自我感知、自我記憶、自我認知、自我決策，以促進工業資產的全面智慧化。」
這樣以虛擬的模型來描述真實的加工環境的方法，若運用在射出成型制程上，靠的正是「模流分析」。它可將實體空間轉化為虛擬環境，使我們能在其中應用知識解決問題。
展開 七、階段成果回顧
改善其實不是一個專門的話題，而是日常工作的一部分。每個改善團隊成員，都能在改善活動中不斷積累、不斷進步、在一番努力之后，階段性的成果悄然而至了。面對最近的 SMT 制程診斷（如圖 47、圖 48），我們只會說：改善無止境、更上一層樓。
多數工廠為了監控全廠稼動情況，每天透過人工抄寫及現場巡廠統計數據，但容易發生紀錄遺失和耗費時間在尋找手寫資料而造成紀錄有所落差，管理者亦無法有效掌握正確的數據情況，難以透過數據進行制程改善。
面對上述問題，解決問題的第一步，從全廠可視化做起，透過「射出機聯網」即時管理系統，讓資訊即時化且一致，運用機聯網科技快速掌握生產周期，同時以這樣的基礎朝即時生產做展開，收集即時正確的數據并針對問題進行最佳化管理以提升生產效率。
Q
案例分享
以位于淡水的龍祥塑膠股份有限公司為例，廠內有14臺跨品牌射出機，因部分機臺老舊導致生產效率不佳，想藉由汰舊換新來解決生產效率問題，卻沒有評估的準則。除此之外，過去工廠尚未建置設備機聯網前，巡檢及報工皆須倚靠人工巡廠、人工抄寫、紙本統計，每天都花超過2 小時以上的時間到現場查看生產進度，費時又費工，不易分析也不易發現問題點。此外，除手抄資料導致資訊取得不即時外，傳統射出成型工廠缺乏廠區、設備、模具、人員、排程等系統性的規劃與整合，容易造成資訊不透通導致內部流程上出現溝通落差，造成訂單交期延遲或流失新訂單。
在SMB 智慧機上盒輔導計畫的契機下，全廠于2018年透過型創輔導完成機連網基礎部署，分別針對機臺狀態、稼動資訊、生產管理可視化等資訊進行整合分析。
展開 ? 罰則
對于未按期完成登錄、查驗結果上傳、補正或改善的企業，將處以罰鍰。
總之，碳盤查辦法的實施將有助于臺灣在全球減碳浪潮中保持競爭力，并為永續發展做出貢獻。
圖1：免碳稅額度逐年調降，2034年全面繳交碳關稅
圖2：客戶資本額50億以上，最晚2026年法定要求碳盤查報告
工廠減碳的方案
在當前全球氣候變遷的嚴峻挑戰下，工廠減碳已成為企業社會責任的一部分。以下是一個具體的減碳方案，旨在通過設備節能、低碳物料取代、制程優化和購置綠電等策略，實現工廠的碳中和目標。
? 設備節能
透過換機或改機來實現節能目標。例如，采用全電或伺服技術以及改善保溫系統，以減少能源消耗。
? 低碳物料取代
利用PCR、PIR等再生材料替代傳統高碳物料，降低產品生命周期內的碳排放。
? 制程優化改善
通過質量提升、交期縮短和成本降低來實現制程效率的最大化。這不僅可以減少浪費，還可以提升客戶滿意度。
? 智慧化方法與精實生產輔導
引入先進的智慧技術和精實生產策略，以提升運營效率并減少浪費。
? 購置綠電
投資于可再生能源來供電工廠操作，作為實現碳中和目標的一部分。
這些方案將有助于工廠減少碳排放，并為永續發展做出貢獻。
IoM制程優化改善方案
A工廠產線依賴現場人力進行檢測與巡檢，但這種方式存在一些問題。首先，重要的質量無法在現場實時把關，這可能導致大量廢品的生產和不良品的流出風險。其次，檢測數據難以留存，這使得難以爭取國際客戶的信賴。
以下是目前面臨的問題：
? 品檢制品耗時且需要大量人力
目前的檢測方式需要耗費大量時間和人力，影響生產效率。
? 不良制品難以及時且正確把關
由于依賴人工檢測，不良制品可能無法被及時發現和處理，進而影響產品質量。
展開 在一般成型制程中，造成模座嵌件變形的主要原因有兩個：其一是在充填保壓過程，因螺桿前進，造成模穴壓力過高，一般可以達200MPa，并有可能導致模具嵌件(頂針、滑塊等)變形。第二個原因則是溫度分布不平衡，造成模具發生局部收縮翹曲。上述潛在的模具變形問題，不只會影響模具的使用壽命，更會影響產品的尺寸精準度及質量。
為了能提前預測模具變形問題，Moldex3D讓使用者將不同成型條件對模具部件的影響，一并考慮進應力應變分析。除此之外，透過Moldex3D還可以達到優化設計和制程，改善模具結構，進而減少變形量。藉由Moldex3D模座變形分析，用戶可以在數值模型中建立所有的模具部件，進行精確的模擬計算。Moldex3D應力模塊會考慮充填時的模腔壓力和冷卻階段的溫度分布，并在各種使用者定義的成型條件與產品設計下仿真實際情形。
步驟1：啟動 Moldex3D Studio 并匯入含有模座嵌件的網格模型。
注：模座變形分析需要Moldex3D 應力模塊的 Add-On 授權。
步驟2：切換到邊界條件(Boundary Conditions)頁簽， 即可在 Moldex3D Studio 設定邊界條件。 合適的邊界條件設置，對于模座變形分析的準確度至關重要。
步驟3：使用者可為模座網格添加位移邊界條件。點擊固定拘束(Fixed Constraint，) 來新增邊界條件，并選擇想要施加的節點(以黃色顯示)。 完成后點擊確認，并可在工作區下方編輯邊界條件內容(名稱及X,、Y、Z方向位移量)。
模座變形邊界條件的設定接口
施加邊界條件的節點會以黃色標示
步驟4：預設節點為固定的（位移量為 0 mm），使用者可以自行編輯或點擊 來重新選擇施加的節點，或直接點擊確認完成設定。
展開 
制程改善的最新內容
Moldex3D壓縮成型模塊也提供多項分析結果與工具，以協助使用者分析與改善制程生產。
注意：
1.Moldex3D壓縮成型模塊支持Solid與eDesign網格模型。壓縮區的網格應由壓縮面拉出，且需要質量相當良好的實體網格。
2.Moldex3D Studio支持建立Solid與eDesign網格；Moldex3D Mesh支持建立Solid的網格。
1.
多數模組采用參數化方式建立幾何模型，不需使用CAD繪制幾何
? 自動化產生網格功能，不需繁雜的建立網格程序
? 計算相當快速，可于短時間內做多組設計變更，快速達成設計目標
? 直覺式之后處理工具，搭配軟體??內之設計建議標準數值，可全面評估設計之優缺點
? 高準確性，可有效解析押出設備內部流場行為，進一步協助前期設計或后期問題解決
參數化方式建立幾何模型
直覺式之后處理工具
制程模擬可以改善制造效率
Moldex3D壓縮成型模塊也提供多項分析結果與工具，以協助使用者分析與改善制程生產。
注意：
1.Moldex3D壓縮成型模塊支持Solid與eDesign網格模型。壓縮區的網格應由壓縮面拉出，且需要質量相當良好的實體網格。
2.Moldex3D Studio支持建立Solid與eDesign網格；Moldex3D Mesh支持建立Solid的網格。
1.
IoM制程優化改善方案
A工廠產線依賴現場人力進行檢測與巡檢，但這種方式存在一些問題。首先，重要的質量無法在現場實時把關，這可能導致大量廢品的生產和不良品的流出風險。其次，檢測數據難以留存，這使得難以爭取國際客戶的信賴。
以下是目前面臨的問題：
? 品檢制品耗時且需要大量人力
目前的檢測方式需要耗費大量時間和人力，影響生產效率。
在本研究中，飛綠股份有限公司使用 Moldex3D，優化模具設計與射出成型制程，改善狹長形罐身問題所造成的成型缺陷，提升產能與質量的穩定度。
除此之外，透過Moldex3D還可以達到優化設計和制程，改善模具結構，進而減少變形量。藉由Moldex3D模座變形分析，用戶可以在數值模型中建立所有的模具部件，進行精確的模擬計算。Moldex3D應力模塊會考慮充填時的模腔壓力和冷卻階段的溫度分布，并在各種使用者定義的成型條件與產品設計下仿真實際情形。
步驟1：啟動 Moldex3D Studio 并匯入含有模座嵌件的網格模型。
一、業務營銷人員:概念可視化的新提案工具
1、輕松和顧客達到有效溝通
2、快速了解顧客需求并提出符合的解決方案
3、電子郵件在線預覽布局
4、顧客了解布局運作，充分取得信任
5、從設計到顧客端的共同語言
二、機構設計人員，平面設計實體化/測試時間大幅縮短
1、直覺式3D 設計
2、預覽生產線 ,實時確認設備問題點
3、減低不必要的資本投資和測試成本
4、有利制程優化與成本改善
本文主要是針對與CAE模擬技術相關的發展，偏向制程改善；有關于工廠生產管理自動化的部分，我們將另辟單元介紹。
「信息」是邁向工業4.0過程中的主角，而對于射出成型制程來說，信息不外乎是工藝條件、設備與原料狀況、以及產出的產品質量。信息由「數據」整理而來，而信息分析后便成為「知識」，知識便是推動技術前進的動能，因此我們可以說，邁向工業4.0就是在數據、信息與知識三者上不斷整合、強化的過程。
挑戰
· 翹曲變形
· 真圓度
解決方案
利用Moldex3D DOE模塊找出最優化的制程設定，以改善翹曲和線性收縮。
案例研究
以下案例研究中將介紹Plazology如何利用Moldex3D射出成型仿真分析軟件獲得最佳的制程設定。
圖一 本案例中壓頭的CAD模型
圖一是洗手乳瓶壓頭的CAD模型。
挑戰
• 翹曲變形
• 真圓度
解決方案
利用Moldex3D DOE模塊找出最優化的制程設定，以改善翹曲和線性收縮。
案例研究
以下案例研究中將介紹Plazology如何利用Moldex3D射出成型仿真分析軟件獲得最佳的制程設定。
圖一 本案例中壓頭的 CAD 模型
圖一是洗手乳瓶壓頭的 CAD 模型。
