根據(jù)調(diào)查，臺灣地區(qū)企業(yè)在轉(zhuǎn)型智能制造或升級自動化生產(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。從世界第一大運動鞋代工廠寶成、世界第一大自行車制造商巨大，再到臺股重要支柱的臺塑集團等，橫跨多個領(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。

　　東元電機打造全球首條馬達(dá)智能生產(chǎn)線

　　東元電機董事長邱純枝認(rèn)為，臺灣地區(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，臺灣制造業(yè)若想要保持國際競爭優(yōu)勢，建設(shè)智能自動化的彈性生產(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。

　　但像東元電機這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大廠升級智能制造確也實屬不易，邱純枝表示，舉例來說，東元電機原先只是要購入自動機臺，但仔細(xì)思索，一臺自動機臺是專為大量生產(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，一臺單純的自動機臺已經(jīng)無法滿足上述需求，因此東元電機借助物聯(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。

　　東元電機是臺灣馬達(dá)制造第一大廠，同時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，東元電機才剛正式啟用位于桃園中壢的“馬達(dá)固定子自動化生產(chǎn)中心”，該廠區(qū)斥資約6000多萬人民幣且耗時一年半打造。但這座占地800平方公尺的廠區(qū)最引以為傲的是，其運用3D視覺機械手臂、無人搬運車(AGV)以及自動卷入線機等智能自動化生產(chǎn)技術(shù)，更大量應(yīng)用東元集團自行研發(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化機械替代，但生產(chǎn)效率卻因此大幅提升。舉例來說，過去要花400分鐘的時間才能產(chǎn)出一臺馬達(dá)，但導(dǎo)入智動化生產(chǎn)線后僅要20分鐘便能完成，現(xiàn)在一天八小時作業(yè)時間便可生產(chǎn)580臺馬達(dá)，年產(chǎn)量從10萬臺增加到22萬臺，東元電機也進一步表示，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。

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

　　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)難度會更高，因而東元電機在馬達(dá)生產(chǎn)的第一步中，就先導(dǎo)入自動卷入線機來解決這個問題。

　　自動卷入線機比起人工入線，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，很容易直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，但現(xiàn)在透過自動化設(shè)備的輔助，在年輕一代人力的作業(yè)下，亦可同時保障產(chǎn)品質(zhì)量，無須擔(dān)憂作業(yè)人員經(jīng)驗是否不足。

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

　　該廠區(qū)內(nèi)共設(shè)置無人搬運車50個站點、共1225個運送路徑，而這當(dāng)中又必須推算出最有效率的路徑，并同時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，工研院機械與機電系統(tǒng)研究所智能機器人技術(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確實已能在廠區(qū)內(nèi)靈活地進行移動，執(zhí)行物料取放、搬運等，在無安全疑慮且載重量龐大可謂做到全臺第一。

　　東元電機內(nèi)部工程人員表示，該無人搬運車采無軌方式，借由鋪設(shè)樹狀磁條道路，并結(jié)合RFID生成自由路徑，同時符合機器人定位精度，進行三條生產(chǎn)線物流移動。由于采自由行走路徑，在安全防護方面，面對交會車輛、工作人員或障礙物時，也可做到自動閃避或優(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)一臺臺藍(lán)色的機械手臂穿梭其中，除了取代人力搬運之外，也可做到物料精準(zhǔn)抓取與判別。該機械手臂采用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、形狀進行辨識。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，在實際運用智慧化生產(chǎn)后，不僅使機臺數(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，確實可借由導(dǎo)入智能生產(chǎn)線來解決，但東元電機從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)角色升級智能制造，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)整合也為一項挑戰(zhàn)，但企業(yè)仍須找到適合的生存之道，否則要實現(xiàn)“根留臺灣”的目標(biāo)，則會困難重重。

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

　　圖三 : 廠區(qū)內(nèi)機械手臂采用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、形狀進行辨識。(攝影∕廖家宜)

　　做出臺灣“價值” 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驗室(DMDI)(類似于示范工廠)展示智能機械設(shè)備，又在2016年時，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展覽會(JIMTOF)，更讓競爭對手一口氣派20幾個人組隊，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)，是來自于臺灣的高圣精密機電，也是“Made in Taiwan”的代表。

　　高圣精密機電專門生產(chǎn)帶鋸機床，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)，也因為如此，鋸床一直以來都扮演著「絕對不能停機」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更增加難度，因而業(yè)界對于鋸床的標(biāo)準(zhǔn)也會更高，這也是高圣精密目前所面臨的最大挑戰(zhàn)。

　　高圣精密機電成立至今40年，是間“有點年紀(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，還打算做出點什么?”給問倒。李杰認(rèn)為，全球制造業(yè)各有所長，德國做“強”、日本做“精”、美國做“新”、中國大陸做“大”，那么臺灣地區(qū)的特色是什么?他則是認(rèn)為，臺灣地區(qū)需要做出“價值”。

　　面對客戶，企業(yè)是否夠了解客戶的需求呢?吳迎帆舉例，就像消費者要購車找上Toyata而非奔馳的時候，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)備進行健康預(yù)測的服務(wù)提供商。

　　而針對設(shè)備進行健康預(yù)測與維護，高圣精密則是借助大數(shù)據(jù)來實現(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)定性影響整個機臺設(shè)備的運作，甚至影響交期，吳迎帆解釋，客戶需要掌握機臺的使用狀況，以及換刀具的最佳時機，在刀具尚未完全損壞前就先進行汰換，避免臨時停機的窘境。

　　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)備進行健康預(yù)測的服務(wù)提供商。(Source：Youtube)

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

　　對臺灣地區(qū)企業(yè)而言，雖然在市場規(guī)模或政府支持上不如其他國家或地區(qū)來的更有利，但不容忽視的是，臺灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)擁有絲毫不遜色的實力。各國制造皆有所擅長的優(yōu)勢，就像人生各有所長，因此找出自身特點與價值，才能在這場工業(yè)4.0的競逐中逐漸找出一條走得踏實的路。