根據(jù)調(diào)查，臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)在轉(zhuǎn)型智能制造或升級(jí)自動(dòng)化生產(chǎn)線的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，尤以半導(dǎo)體與光電產(chǎn)業(yè)居多，但論積極程度，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)卻是一枚不可忽視的亮眼新星。從世界第一大運(yùn)動(dòng)鞋代工廠寶成、世界第一大自行車制造商巨大，再到臺(tái)股重要支柱的臺(tái)塑集團(tuán)等，橫跨多個(gè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，都不約而同積極導(dǎo)入智能制造。而在這當(dāng)中，亦有不少“Made in Taiwan”的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)在國際上發(fā)光發(fā)熱。

　　東元電機(jī)打造全球首條馬達(dá)智能生產(chǎn)線

　　東元電機(jī)董事長邱純枝認(rèn)為，臺(tái)灣地區(qū)廠商未來的競爭力就在于大量訂制化。對于市場上產(chǎn)品少量多樣與高訂制化日益漸增的需求，臺(tái)灣制造業(yè)若想要保持國際競爭優(yōu)勢，建設(shè)智能自動(dòng)化的彈性生產(chǎn)線勢在必行。“智能生產(chǎn)線對于未來制造業(yè)「根留臺(tái)灣」至為重要，唯有訂制化才是Made in Taiwan可以存續(xù)的方向。”邱純枝這么說。

　　但像東元電機(jī)這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大廠升級(jí)智能制造確也實(shí)屬不易，邱純枝表示，舉例來說，東元電機(jī)原先只是要購入自動(dòng)機(jī)臺(tái)，但仔細(xì)思索，一臺(tái)自動(dòng)機(jī)臺(tái)是專為大量生產(chǎn)而生，并不符合未來訂制化訴求的趨勢，加上現(xiàn)今對質(zhì)量與交期的把關(guān)也日漸嚴(yán)苛，一臺(tái)單純的自動(dòng)機(jī)臺(tái)已經(jīng)無法滿足上述需求，因此東元電機(jī)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來解決這些問題，以達(dá)到所謂真正的智能制造。

　　東元電機(jī)是臺(tái)灣馬達(dá)制造第一大廠，同時(shí)也位居全球前三大工業(yè)馬達(dá)制造廠，至今成立已超過六十年。在今年六月，東元電機(jī)才剛正式啟用位于桃園中壢的“馬達(dá)固定子自動(dòng)化生產(chǎn)中心”，該廠區(qū)斥資約6000多萬人民幣且耗時(shí)一年半打造。但這座占地800平方公尺的廠區(qū)最引以為傲的是，其運(yùn)用3D視覺機(jī)械手臂、無人搬運(yùn)車(AGV)以及自動(dòng)卷入線機(jī)等智能自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，更大量應(yīng)用東元集團(tuán)自行研發(fā)的各種生產(chǎn)管理系統(tǒng)，組成全球首例且規(guī)模為亞洲最大、最完整的工業(yè)用馬達(dá)智能生產(chǎn)線。

　　導(dǎo)入“馬達(dá)彈性生產(chǎn)智動(dòng)化生產(chǎn)線”，現(xiàn)在生產(chǎn)在線的人力由過去60人銳減到僅剩20人，現(xiàn)今廠區(qū)內(nèi)2/3的人力雖已改用自動(dòng)化機(jī)械替代，但生產(chǎn)效率卻因此大幅提升。舉例來說，過去要花400分鐘的時(shí)間才能產(chǎn)出一臺(tái)馬達(dá)，但導(dǎo)入智動(dòng)化生產(chǎn)線后僅要20分鐘便能完成，現(xiàn)在一天八小時(shí)作業(yè)時(shí)間便可生產(chǎn)580臺(tái)馬達(dá)，年產(chǎn)量從10萬臺(tái)增加到22萬臺(tái)，東元電機(jī)也進(jìn)一步表示，生產(chǎn)線在人力縮減之際，整體效率卻能較以往提升三倍以上。

　　然而，人力縮減卻不代表人工操作跟著退化、被取代，相反地，反而更增進(jìn)人工操作的效能，像是過去每一作業(yè)人員平均一天僅能生產(chǎn)10臺(tái)馬達(dá)，但透過智能生產(chǎn)線的協(xié)助下，現(xiàn)在平均一天生產(chǎn)力可大幅提升至34臺(tái)。

　　圖一 : 東元電機(jī)董事長邱純枝認(rèn)為，臺(tái)灣廠商未來的競爭力就在于大量訂制化。(Source：東元電機(jī)提供)

　　左右馬達(dá)性能的線圈繞線，是生產(chǎn)馬達(dá)的首要步驟。從馬達(dá)的生產(chǎn)指標(biāo)占積率來看，過去東元電機(jī)采用人工入線只能達(dá)到75%，且還須在兼顧可靠質(zhì)量的情況下，技術(shù)難度會(huì)更高，因而東元電機(jī)在馬達(dá)生產(chǎn)的第一步中，就先導(dǎo)入自動(dòng)卷入線機(jī)來解決這個(gè)問題。

　　自動(dòng)卷入線機(jī)比起人工入線，可達(dá)到一分鐘1800轉(zhuǎn)的效率，僅在短短幾秒鐘之內(nèi)，便可將馬達(dá)的核心組件鐵芯制作完成，占積率也從75%提升到90%，而在卷入線后，最后才交由人工來處理線頭裝接。此外，過去倚靠老師傅的經(jīng)驗(yàn)，很容易直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，但現(xiàn)在透過自動(dòng)化設(shè)備的輔助，在年輕一代人力的作業(yè)下，亦可同時(shí)保障產(chǎn)品質(zhì)量，無須擔(dān)憂作業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)是否不足。

　　初步組裝后，經(jīng)由穿梭在廠區(qū)內(nèi)的自動(dòng)無人搬運(yùn)車(AGV)，即能夠?qū)⒁活w顆重達(dá)80公斤的鐵芯集中搬運(yùn)到廠內(nèi)相對應(yīng)的位置，而這些無人搬運(yùn)車載重可達(dá)1公噸。東元電機(jī)將無人搬運(yùn)車與管理系統(tǒng)進(jìn)行整合，可借后端集團(tuán)內(nèi)自行研發(fā)的MES系統(tǒng)下達(dá)派工指令，AGV即可自動(dòng)行駛至入料口、生產(chǎn)線及機(jī)器人工作區(qū)進(jìn)行物料雙向運(yùn)送。

　　該廠區(qū)內(nèi)共設(shè)置無人搬運(yùn)車50個(gè)站點(diǎn)、共1225個(gè)運(yùn)送路徑，而這當(dāng)中又必須推算出最有效率的路徑，并同時(shí)得做到互相不碰撞等要求，提供技術(shù)研發(fā)的工研院也為這條智能生產(chǎn)線付出心力，工研院機(jī)械與機(jī)電系統(tǒng)研究所智能機(jī)器人技術(shù)組組長游鴻修便表示，要做到上述要求并不容易，然而現(xiàn)在這些無軌式AGV確實(shí)已能在廠區(qū)內(nèi)靈活地進(jìn)行移動(dòng)，執(zhí)行物料取放、搬運(yùn)等，在無安全疑慮且載重量龐大可謂做到全臺(tái)第一。

　　東元電機(jī)內(nèi)部工程人員表示，該無人搬運(yùn)車采無軌方式，借由鋪設(shè)樹狀磁條道路，并結(jié)合RFID生成自由路徑，同時(shí)符合機(jī)器人定位精度，進(jìn)行三條生產(chǎn)線物流移動(dòng)。由于采自由行走路徑，在安全防護(hù)方面，面對交會(huì)車輛、工作人員或障礙物時(shí)，也可做到自動(dòng)閃避或優(yōu)先禮讓高重要度的車輛，彼此之間井然有序。

　　而廠區(qū)內(nèi)一臺(tái)臺(tái)藍(lán)色的機(jī)械手臂穿梭其中，除了取代人力搬運(yùn)之外，也可做到物料精準(zhǔn)抓取與判別。該機(jī)械手臂采用3D視覺技術(shù)，并一共裝有3顆鏡頭分別針對馬達(dá)的位置、高度、形狀進(jìn)行辨識(shí)。透過屏幕比對，作業(yè)人員亦可判斷手臂抓取的鐵芯是否正確，而透過3D視覺手臂也可自行判斷抓取的是半成品還是完成品，東元電機(jī)內(nèi)部工程人員表示：“精準(zhǔn)的定位誤差比一根頭發(fā)還要細(xì)微。”

　　導(dǎo)入智能生生產(chǎn)線的獲益，不僅提升制造效率，對于企業(yè)整體營收與成本也有明顯改善。邱純枝透露，在實(shí)際運(yùn)用智慧化生產(chǎn)后，不僅使機(jī)臺(tái)數(shù)量減少30%，成本也下降10%，但如先前所說，整體效率卻能因此提升三倍以上。邱純枝也表示，面對現(xiàn)在人力缺工的問題，確實(shí)可借由導(dǎo)入智能生產(chǎn)線來解決，但東元電機(jī)從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)角色升級(jí)智能制造，主要考慮制造過程本身的復(fù)雜性，加上現(xiàn)有市場訂制化需求提高。而對于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)來說，建設(shè)系統(tǒng)整合也為一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但企業(yè)仍須找到適合的生存之道，否則要實(shí)現(xiàn)“根留臺(tái)灣”的目標(biāo)，則會(huì)困難重重。

　　圖二 : 穿梭在廠區(qū)內(nèi)的自動(dòng)無人搬運(yùn)車(AGV)得推算出最有效率的路徑，并同時(shí)得做到互相不碰撞等要求。(攝影∕廖家宜)

　　圖三 : 廠區(qū)內(nèi)機(jī)械手臂采用3D視覺技術(shù)，一共裝有3顆鏡頭分別針對馬達(dá)的位置、高度、形狀進(jìn)行辨識(shí)。(攝影∕廖家宜)

　　做出臺(tái)灣“價(jià)值” 高圣精密轉(zhuǎn)型做預(yù)測服務(wù)

　　今年五月受邀至芝加哥國家實(shí)驗(yàn)室(DMDI)(類似于示范工廠)展示智能機(jī)械設(shè)備，又在2016年時(shí)，在德國斯圖加特金屬加工業(yè)展(AMB)上得到廣大回響，讓當(dāng)?shù)卮笃放破髽I(yè)感到競爭壓力，同樣在2016年，它參與了日本國際工具機(jī)展覽會(huì)(JIMTOF)，更讓競爭對手一口氣派20幾個(gè)人組隊(duì)，浩浩蕩蕩到攤位前探查，也登上日刊工業(yè)新聞。在美、德、日三地發(fā)光，這間讓外國企業(yè)為之驚艷與感到“緊張”的企業(yè)，是來自于臺(tái)灣的高圣精密機(jī)電，也是“Made in Taiwan”的代表。

　　高圣精密機(jī)電專門生產(chǎn)帶鋸機(jī)床，一般人或許對于這樣產(chǎn)品并不是很熟悉，但它卻是制造業(yè)的第一步。高圣精密機(jī)電執(zhí)行官吳迎帆舉例：“鋸床就像菜刀，將買回來的食材一一切好才能下鍋烹煮。”從鋼構(gòu)橋梁、機(jī)器加工到精密科技等，拿到相應(yīng)材料的第一件事就是切，材料若失準(zhǔn)切不好，生產(chǎn)流程就無法繼續(xù)，也因?yàn)槿绱?，鋸床一直以來都扮演著「絕對不能停機(jī)」的角色。而且現(xiàn)今材料的應(yīng)用越來越好，導(dǎo)致鋸床在切割這些越來越硬的材料時(shí)更增加難度，因而業(yè)界對于鋸床的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)更高，這也是高圣精密目前所面臨的最大挑戰(zhàn)。

　　高圣精密機(jī)電成立至今40年，是間“有點(diǎn)年紀(jì)”的企業(yè)，面對全球制造業(yè)如今正紛紛踏上轉(zhuǎn)型的路途，高圣精密也一直在思考，以外銷為主的他們到底該如何做才能在國際上保持競爭力?

　　吳迎帆幾年前在一場活動(dòng)上初遇國際工業(yè)大數(shù)據(jù)專家李杰，被李杰一句“除了繼續(xù)生產(chǎn)性能更好的鋸床之外，還打算做出點(diǎn)什么?”給問倒。李杰認(rèn)為，全球制造業(yè)各有所長，德國做“強(qiáng)”、日本做“精”、美國做“新”、中國大陸做“大”，那么臺(tái)灣地區(qū)的特色是什么?他則是認(rèn)為，臺(tái)灣地區(qū)需要做出“價(jià)值”。

　　面對客戶，企業(yè)是否夠了解客戶的需求呢?吳迎帆舉例，就像消費(fèi)者要購車找上Toyata而非奔馳的時(shí)候，他要的是能夠安全地開車返家，找到一條安全的歸途，而同樣地，客戶的訴求，就是想安全地切完材料之后收工回家。如何做到讓客戶在使用設(shè)備之后無后顧之憂，這就是高圣精密思考價(jià)值的所在。于是，高圣精密從單純鋸床設(shè)備的提供者，開始轉(zhuǎn)型成為針對設(shè)備進(jìn)行健康預(yù)測的服務(wù)提供商。

　　而針對設(shè)備進(jìn)行健康預(yù)測與維護(hù)，高圣精密則是借助大數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。高圣精密發(fā)現(xiàn)對客戶而言最大的不確定性與憂慮是來自于設(shè)備上的刀具，刀具的穩(wěn)定性影響整個(gè)機(jī)臺(tái)設(shè)備的運(yùn)作，甚至影響交期，吳迎帆解釋，客戶需要掌握機(jī)臺(tái)的使用狀況，以及換刀具的最佳時(shí)機(jī)，在刀具尚未完全損壞前就先進(jìn)行汰換，避免臨時(shí)停機(jī)的窘境。

　　圖四 : 高圣精密從單純鋸床設(shè)備的提供者，開始轉(zhuǎn)型成為針對設(shè)備進(jìn)行健康預(yù)測的服務(wù)提供商。(Source：Youtube)

　　這些針對機(jī)臺(tái)設(shè)備的預(yù)測即是來自于大數(shù)據(jù)的支持，借由多個(gè)傳感器的監(jiān)控，可以對搜集得來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與研究，找出設(shè)備即將故障的時(shí)機(jī)，將原先不可預(yù)測的情況變成可視性。

　　對臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)而言，雖然在市場規(guī)?；蛘С稚喜蝗缙渌麌一虻貐^(qū)來的更有利，但不容忽視的是，臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)擁有絲毫不遜色的實(shí)力。各國制造皆有所擅長的優(yōu)勢，就像人生各有所長，因此找出自身特點(diǎn)與價(jià)值，才能在這場工業(yè)4.0的競逐中逐漸找出一條走得踏實(shí)的路。