機械資訊 750期
採訪，攝影/許淑玲
臺灣機械工業同業公會 專員
 
談台灣木工機械智慧化與智慧製造現況
智慧自動化生產系統人力大減75%
美中貿易戰市場觀望氣氛濃厚
 
勝源機械創立於1972年，初期主要以生產各式木工機械設計與製造為主，1979年開始專注於生產四面鉋木機，目前位居全球第二大四面鉋木機械製造商；產品行銷到全球60多個國家。
 
勝源機械位於台中市大肚區廠房7,600坪，生產線5,000坪，到2018年四面鉋機種產量突破18,000台。
 
勝源機械總經理張聰捷是第二代完全接班的代表，留學加拿大，主修企管，說著一口流利的英語，受西方管理知識薰陶，有獨特的國際觀。在2016年，張聰捷接下台灣木工機械工業同業公會理事長一職。
 
根據統計，2018年台灣木工機械產業產值達到197億元，約9成出口。出口排名僅次於德國、中國和義大利，是全球第四大木工機械出口國。美國、中國大陸、越南、加拿大、印尼為出口前5大市場。
 
張聰捷指出，台灣木工機械產業以中高階市場為主，主要競爭對手是德國、義大利；這兩個國家已進入數位化、智慧化等領域多年，尤其德國在木工機械自動化方面發展得很快，台灣若要拉近與德國及義大利的差距，唯有利用這波全球工業4.0浪潮，掌握智慧化帶來的契機。這也是勝源機械投入智慧機械與智慧製造的主因。
 
勝源機械在2015年開始投入智慧機械的創新研發，是臺灣機械工業同業公會2018年第三波智慧機械示範廠商之一。勝源的智慧自動化生產系統代表台灣在木工機械產業已經完成到雲端的全球化實際案例。
 
在2018年台灣國際木工機械展(Wood Taiwan)上，可以看到許多台灣木工機械業者已展出多款具備智慧製造能力的解決方案，表示台灣木工機械廠已跟上這波工業4.0智慧化的浪潮。
 
勝源機械推出智慧自動化生產系統
 
2013年德國提出工業4.0，爾後在2015年觀察到已有德國企業開始運用行動裝置上的App，掌握與管理生產線上設備的運作狀況，並且展現出智慧化營運管理後帶來的效益。因此，勝源機械在2015年開始積極投入智慧製造行列，在機台設計時加入數位化和智慧化的元素。
 
經多方評估後，勝源機械決定導入西門子MindSphere開放式物聯網雲端平台，收集設備的生產訊息，即時偵測機械狀態，讓客戶可以進行設備預測性維護、即時狀態監控等應用。
 
張聰捷說：「企業最想要收集更換刀具的時間、使用的材料、設備稼動率等訊息，最後決定使用西門子MindSphere開放式物聯網雲端平台，搭配AWS公有雲服務，讓客戶以最少預算達到目的。」
 
張聰捷指出， 透過MindSphere平台收集設備運作狀態的資料，並且上傳到AWS平台之後，勝源機械即可透過雲端平台遠端即時監控設備運作狀況。全方位收集生產資訊，一旦發現某設備零件即將故障，就可提早將問題反應給客戶，並且同步提供維修建議，避免生產線受影響。
 
智機第一步：監測馬達電流值的高低
 
張聰捷說，勝源機械智慧元素的第一步是，以馬達電流值的高低，判定機械的主軸、刀具和加工物的使用情形，一般刀具如果不夠銳利電流值會上升，若超過異常值10秒還沒有下降，表示刀具該換了；如果上升3秒鐘就下降，表示遇到加工物重切削情形，如遇到結節或高度較高的地方需要磨平。以前靠人工檢查，現在直接利用偵測電流值多寡，達到保護刀具及主軸。
 
電流值若超過警告值5秒沒有降低，送料速度會降低一半；如果送料速度降低一半，電流值仍超過異常值10秒，就會將機器停機，藉此保護機械(刀具及主軸)，這是智慧機械的第一步。一般工具機採取偵測主軸溫升和震動情形，但影響的外在因素太多，要花費太多時間和成本。從馬達的電流值判定入手，直接成本會下降到很低。一台機械有6顆馬達，就有6個偵測點。
 
智慧自動化生產系統人力大減75%
 
張聰捷說，很高興今年即將開發第一套的整線規劃智慧自動化生產系統，以四面鉋木機為主，輔助前段上料、分料、進料、收料以及疊料；有9個機構(section)加上一台機械的連線。在木料的上料、下料、分料到加工，加工後的疊料都是用智慧自動化生產系統。明(2020)年9月份將會在台灣正式發表，可以用手機及平板等行動裝置，在有網路的地方，24小時都可看到生產情形，從木料加工的稼動率，以及刀具使用情形，每個加工物的調校時間，哪台機器主軸，或哪個刀具出問題，在送料、分料、進料的哪個點塞住，都能瞭若指掌。智慧自動化生產系統有市場需求，建築材料、家具、備料或整合木料都會用到。由於少子化及高齡化趨勢，以致人工不好請，加上少量多樣生產，必須快速反應，以往下料、分料、疊料都是靠人工，現在都是自動化作業。張聰捷說，原本這條產線用傳統方式生產需要8個人，整合的智慧生產線只需要2個人，人力需求大幅降低75%。
 
具有智慧功能的自動化生產系統，可依照加工類型，判斷要用什麼木材、加工多少時間、調校多少時間，刀具使用多少時間，都能夠自己設定。客戶是木材備料廠、生產簡單的木地板以及棧板；往後，無論備料、木地板或棧板都可以依照排程少量多樣彈性化生產。
 
張聰捷表示，勝源機械在研發方面往智慧化及智慧化連線發展，現在廠內是工業2.0，未來目標是3.0。目前要幫助客戶的工廠做到工業4.0，沒問題；因為木材搬運以及公差都很簡單，木材工業4.0不是夢。
 
張聰捷指出，勝源機械從傳統的單機自動化到智慧機械，希望進一步協助木材加工廠客戶建立整廠智慧化生產系統，打造智慧工廠，邁向智慧製造。
 
未來智慧自動化生產系統會是新藍海市場的利基產品，「會越賣越好」，將積極推廣到美國、日本、歐洲等已開發國家。
 
利用大數據資料遠端監控機台運作
 
勝源機械有二種商業模式，一種是公有雲版本，想連線回台灣的各戶，勝源機械利用大數據資料可提供遠端監控的服務，紀錄機台的健康履歷，可以提供預防保養資訊。二是私有雲版本，客戶買斷，自己管理，不提供服務，但，買斷的客戶可以選擇付費升級。因應瞬息萬變的時代，必須「快速反應市場需求」。勝源選擇沒有連線的先賣，和德國設備廠要求一定要連線不同。
 
「生產設備管理與生產資料分析，是製造業能否降低生產成本的重要關鍵。」張聰捷說：「第一次推出的公有雲版本，是能夠兼顧客戶與勝源機械對資料分析的最佳方案，後來因應客戶有商業機密外洩的疑慮，接著推出私有雲版本，充份顯現台灣中小企業靈活又彈性的特色；也是快速反應市場需求的表現。」
 
張聰捷指出，資訊人才招募不易，是智機產業發展最大隱憂。勝源機械因為智慧生產線增加了機械設計、電機人才、AI系統整合等人才，目前AI還找不到人才，先外包處理，整合後製成商業模式。勝源從2015年開始邁向工業4.0智慧化之路，在硬體方面改造機構和改良電機設備，軟體則是自行開發軟體，軟硬雙管齊下。
 
勝源機械不惜高薪聘請資訊人員，負責軟體開發，目前資訊單位有6位資訊人員，去年發表第一個App軟體。張聰捷想要塑造：「雖然是傳統產業，但是蠻幸福的」，用幸福企業來留住並吸納人才。
 
由國際大展看木工機械產業發展
 
2019年德國漢諾威木工機械展LIGNA 2019在今年5月展出，另一個2019年美國拉斯維加斯國際木工機械及家具配件展在今年7月展出。
 
張聰捷表示，由LIGNA展觀察，機械功能沒太大進展，在軟體方面則有比較智慧化的進展，循著稼動率、調校時間、生產刀具的使用、人力減少等4大主軸前進。
 
張聰捷說，台灣機械的CP值很高，唯一欠缺智慧元素及機械連線的部份。台灣廠商一定要自動化，而「智慧機械是未來趨勢，也是一定要走的路。」
 
台灣大多是中小企業，唯有從智慧化整合著手，才有機會在國際市場勝出。相信像丹麥、北歐、西歐國家的小公司一樣串起來，做整合連線而不光是生產單機。以單機製造而言，大陸學得很快。台灣廠商唯有做好整合連線之後，國外看到實績，要推廣智慧化生產線就容易了。
 
綜觀二個展的人潮與買氣，張聰捷表示，LIGNA展北非及東歐等新興市場買氣還不錯。觀察5月的LIGNA展，歐洲市場大致持平，但英國新上任首相強生屬強硬脫歐派，以及美國保護主義導致全球設備市場投資觀望氣氛濃厚，未來的不確定性也導致資金觀望不前。美國展下降蠻多的，比較冷清，第1和第4天沒什麼人潮。整體而言，沒有預期中好，受到美國貿易以及英國脫歐影響，市場上觀望氣氛還是很濃厚。
 
美中貿易戰市場觀望氣氛濃
 
美國和中國大陸是台灣木工機械出口的前二大市場。受美中貿易摩擦影響，去年起，中國大陸衰退很多，以大陸市場為主的都很慘。台灣木工機械廠約300家，其中出口美國約10~20家，賣中國大陸的約200家，大陸家具以外銷為主，受美中貿易戰影響出口減少，台灣木工機械出口中國大陸衰退約20~30%。預估2019年台灣木工機械產業將較2018年減少20~30%。張聰捷說，勝源機械市場分散，「沒有把雞蛋放在同一個籃子裡」，分布全球約60個國家，才能降低系統性風險。
 
美國市場在2018年9月起到2019年上半年市況都還可以，木工機械銷往美國市場的廠商與上年同期比較約成長30%，美國主要靠房地產支撐，只要房地產交易量越大，對高精密及高生產效率的木工機械需求越大，下半年能持平就不簡單，預期將出現停滯現象。
 
前幾年美國房市以中國大陸買家為主，約占50%，但由於2019年大陸資金緊縮，又基於民族情結，也不炒房了，所以美國房市衰退約40~50%，因此木工機械市場需求也跟著衰退，預估現在到明年美國總統大選前能夠持平就阿彌陀佛了，到大選後市況才會明朗。
 
導入TPS：沒有最好只有更好
 
勝源機械在國際市場一路走來戰戰兢兢。張聰捷說：「德國是全球最難打進去的市場，德國、奧地利、瑞士、捷克對德國機械都很死忠。」勝源機械從2006年開始ODM生產給歐洲廠商，後來又有德國大廠委託ODM生產。「勝源機械是台灣第一家生產ODM產品給德國的廠商。」
 
勝源機械是全球第二大四面鉋木機械製造商，德國大廠是主要競爭對手，創新的智慧製造可以有效縮小與競爭對手的差距並與其抗衡，張聰捷也積極尋找降低成本的方法來強化競爭力，於是決定導入TPS(Toyota Production System)，從減少不必要的浪費開始，追求沒有最好，只有更好的境界。
 
勝源機械自2018年底開始由國瑞汽車TPS推進中心團隊輔導TPS，張聰捷表示，導入半年多以來，減少許多不必要的浪費，包括：生產、搬運、設計、環境等7大浪費，同仁也很認真，生產線上員工很清楚自己的角色，如實填寫看板的生產資訊、減少不必要的浪費，把產品做好，有讓人眼睛為之一亮的感覺。
 
建立「定量定位、先進先出」的觀念，把生產線的管理做得很好。以機械生產線來看，公司具備競爭力的條件，以前資訊流都是蓋住的，現在可以快速獲得生產線上各式各樣的資訊，明年e化上線，可以即時得知生產線遇到什麼問題。包括：欠缺的零件、停工待料、延遲生產的原因，組裝時間縮短，效率提升很多。
 
以前要了解進度可能要耗費3~4小時，現在改用看板管理，生產資訊變得可視化，效率提升，更提撥公司盈餘，提供員工適時的獎勵。
 
張聰捷表示，TPS推動最大的效益在減少不必要的浪費，以及生產線可視化的助益，加上改善倉庫的備料管理，採用定量定位、先進先出，庫存降低50%，空間節省30%。尤其是人才培育，員工養成自主改善的能力。相信TPS對勝源機械競爭力的提升有很大的助益。
 
拓展國際市場 開創新藍海
 
中國大陸以及東南亞大家都在拼，早已是血流成河的紅海市場。放眼藍海市場在：日本、韓國、中東、北非、中美洲以及南美洲，只要產品達到市場面需求，去到哪裡都不是問題。以日本市場為例，勝源賣日本賣得很好，前提是要具備賣到國際的條件。
 
張聰捷說，要先清楚知道市場在哪裡？積極開發國際市場，應具備的條件是什麼？先把自己定位好。
 
他指出，開拓國際市場必須具備的三個要件。一是要有國際觀，要有開發國際市場的人才，二是國際服務能力，機械要具備國際化的規格，三機械規格及內容要符合國際規範，安全標準等。
 
在上述三項條件都符合了，再來生產智慧機械、智慧自動化連線，前面沒做好，不可能做到後面。這些機械公司的變革，不管是機械面、市場面、制度面以及公司的決心都要到位。
 
張聰捷擔任台灣木工機械工業同業公會理事長第二任，除了積極推廣展覽，拓展外銷；在人才培育及教育訓練部分，利用學研界資源，安排不定期的技術課程、主軸課程及電機課程，與大學合作，研究工業4.0；也和精密機械研究發展中心(PMC)合作，積極發展「W-Team」自動化生產線。
 
自2012年起成立W-Team聯盟，成功建置10條W-Team木工機械整線設備開發，由單機銷售轉型為整線銷售的創新營運模式。例如：自動化的實木地板線、木指接備料生產線、或是自動化的衣架生產線等。銷售地區包括：越南、中國、澳洲、加拿大等國家。
 
台灣木工機械業者要以打群架的方式和德國、義大利大廠抗衡，並擺脫和中國大陸的削價競爭。張聰捷指出：「透過W聯盟策略，整合台灣各業者的各自優勢，以專業、快速、價格合理、服務到位等優勢，穩健朝向全球第三大木工機械產業發展。」他也呼籲同業，在產品的創新、內部制度的改善等要更加積極。
 
台灣木工機械廠商還是蠻傳統、保守的產業，出現「生意好時拿不到訂單，生意不好，也死不了。」原本一年接20台訂單，一下子爆增到40台，在人員沒到位的情形下，也接不了單，實在可惜。
 
張聰捷本著呷好逗相報，已二度帶領台灣木工機械同業參訪國瑞汽車取經TPS，合計超過150人參加。本著大家越做越大，產業才會有希望。張聰捷期望在他的帶領下，台灣木工機械會越來越蓬勃發展。
 
許下幸福工廠願景
 
張聰捷憶及26歲學成返回台灣，當時勝源機械僅16個人，就建議父親張必愉導入ISO9001品質管理系統；現在公司約130人。期待未來是一個約200人規模的幸福企業。建置「幸福工廠」，第一步是在2年前，花費200萬元整修廚房，每周提供異國美食，先撫慰員工的胃。
 
沒有最好，只有更好！勝源機械一步一腳印，許下幸福工廠願景，向著幸福工廠前進！