機械資訊 752期
文/許淑玲
臺灣機械工業同業公會 專員
 
協易發表智慧製造解決方案 協助客戶邁向智慧製造
以最佳準備 最壞打算因應美中貿易戰
 
協易機械成立57年，專業生產沖壓機械，目前是全球伺服沖床第五大廠；也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。全球工業4.0風潮崛起，台灣機械產業因應這個風向球，決心帶領會員廠商朝著智慧機械及智慧製造發展，智慧機械及智慧製造雙引擎不僅為廠商帶來升級的契機，也是未來推升台灣機械產業邁向兩兆產業的新星。
 
為了了解台灣沖壓機械現況，本刊專訪協易機械總經理郭挺鈞(也是臺灣機械工業同業公會金屬成型機械業專業委員會副會長)介紹協易機械在發展沖壓機械智慧化及智慧製造的進展。
 
台灣機械產業出口表現
 
依據臺灣機械工業同業公會發布的產業統計。1~8月台灣機械設備出口值169.7億美元，較去年同期減少6.7%；1~8月工具機出口值21.1億美元，較上年同期減少13.2%；其中成型工具機(鍛壓、沖剪及其他成型機械)出口值3.7億美元，較上年同期減少7.6%。
 
台灣機械設備前8月銷往美國雖然年增4%，出口到荷蘭、新加坡、澳洲、英國、俄羅斯呈現成長，雖然有轉單效益，但不足以彌補大陸年減15%，以及香港年減19%的部分。
 
郭挺鈞表示，協易機械產品主要供應汽車產業約60%，家電約20%，3C以及其他消費性產品約20%。主要外銷美國約40%，歐洲、日本各約20%，以及東南亞和其他市場。2019年1~8月合併營收新台幣20.3億元，較上年減少22.9%，以東南亞減少最多，郭挺鈞表示，主因協易近年把心力放在發展高端產品，而東南亞國家主力發展基礎工業，以低端產品需求為大宗，期待因美中貿易衍生的第二生產基地的投資效應，協易還沒有明顯感受到。根據American Press Assoiction統計資料顯示，協易機械伺服沖床銷售金額位居全球第5大，已是全球第5大伺服沖床廠，緊追在德國及日本廠商之後。
 
金屬成型新技術與應用連接技術 擴展未來
 
由日本鍛壓機械協會所舉辦的MF-TOKYO 2019東京沖壓‧鈑金‧成型加工展覽會，在7月31日~8月3日假東京國際展覽館展出；此次為第6屆舉辦，協易從第2屆開始參展，至今已是第5次參加。
 
隨著人、機器、技術和世界等各種“聯繫”的重要性日益增加，今年展覽主題「連接技術、擴展未來」(Connecting Technologies, Expanding the Future)，因此今年多數展出者皆以IoT應用為主題；此外，面對全球金屬成形行業競爭與汽車輕量化結構改變的挑戰，以及消費者對於駕乘的感受和整車性價比的壓力下，車身輕量化已成為眾多汽車企業的發展重點，實現車身輕量化需要綜合考慮新世代複合材料和車身結構優化，而這往往需要革新生產工藝來實現。在此趨勢下，熱成形解決方案也是今年眾多沖壓廠所展演的重點之一。
 
郭挺鈞表示，協易機械的伺服沖床已成功地打入日本及美國知名汽車零組件製造大廠的熱成形生產線，以伺服沖床取代油壓沖床改善生產製程，展現伺服沖床下死點持壓的優勢；下死點穩定的持壓，可使得加工精度更有效控制，凸顯有別於油壓機的加工品質；利用生產可控曲線，縮短機械手進出機台夾取料時間，提升產線速度，預期可為客戶提升約50%的產能。可望在此產業景氣普遍低迷下，提供客戶最適切的產品採購需求。
 
協易機械—智慧製造解決方案協助客戶邁向智慧製造
 
現今，機械產業面臨轉型，科技加速翻轉的衝擊。郭挺鈞表示，因應發展趨勢，協易更加積極「迎向智慧機械(工業4.0)及智慧工廠的挑戰」，在物聯網(IoT)、大數據(Big Data)、人工智慧(AI)等新技術的發展之下，持續於沖床機台設備及製程上，整合生產製造中的通訊與控制訊號，並透過IoT技術與及時運算決策，致力於打造符合國際標準智慧製造與服務的全新模式，以創造下一波的企業成長新動能。這也是協易致力發展的高端產品。
 
協易在TIMTOS 2019台北國際工具機展中，首次發表「智慧製造解決方案」(SIMS)，以IoT物聯網，結合AI人工智慧、Big Data大數據、Cloud Computing雲端運算等技術、建構設備感知，資訊整合與數位決策的能力，實現工業4.0智慧製造；可以協助客戶少量多樣生產，邁向智慧製造。
 
郭挺鈞表示，此解決方案將機台管理、生產線管理、工廠管理串聯，實現「智慧機械」(Smart Machinery Application)、「智慧生產」(Smart Production Application)及「智慧管理」(Smart Management Application)不同層面的智慧製造應用，並透過與桃園總公司的遠端模擬示範線連線直播，將此套解決方案完整呈現：
 
● 智慧機械(Smart Machinery Application)：協易沖床產品可搭載彈性且擴充性高的軟體模組功能，透過沖床生產製造檢知，主動監控機台狀況及維修保養預警等功能，可使生產機台隨時保持最佳生產效能。
 
● 智慧生產(Smart Production Application)：協易「智慧製造解決方案」提供客戶一個“接受到訂單後，所有供料、搬運、生產模具更換等判斷都可直接透過系統自行感知、決策、執行”的智慧生產體系。
 
● 智慧管理(Smart Management Application)：協易「智慧製造解決方案」可整合不同類別生產線訊號，透過連網機制，由機台端透過控制與感知器擷取機台狀態與生產數據，如總和效率、生產狀態等，提供生產報表、設備效率等管理資訊，更可結合ERP、MES等系統，藉由遠端操作與管理，有效降低生產成本，以達最佳效率的管理，共築新型態的“人機共工”智慧沖壓工廠。
 
隨著工業4.0產業發產趨勢，各國均積極提升自動化與智慧化生產，在未來金屬成形市場發展環境中，「產品小量多樣化生產將成為主流趨勢」，郭挺鈞說，協易透過提供涵蓋沖床、自動化周邊設備及智慧管理功能的金屬成形系統解決方案，提升客戶在沖壓製程上的巨大成效。客戶可以根據加工需求來選配智慧製造解決方案。
 
就製造者觀點，協易智慧沖床具備連網與感知能力，是必備的基礎。協易沖床除了具備先進的伺服控制系統，也能崁入多種類型感測裝置，如：溫度、空壓、油壓、流量、噸位、振動、感測器及智慧電表……以掌握沖床的運作與耗能狀態。此外，協易沖床能夠串連市場上大多數PLC控制器品牌，如：三菱、西門子、AB、歐姆龍、基恩斯、富士、永宏……除了可與各家協定通訊外，也可透過標準協定Modbus、OPC UA、MQTT或ODBC來與上位的智慧生產管理系統、企業資訊系統ERP或資料庫進行整合。
 
透過整合，系統可由控制器得知設備是否發生異常、狀態是否該安排定期保養或零件更換，並以電郵、簡訊或即時通訊軟體來警示或提醒設備操作者或管理者，需安排做適當的維護保養工作。
 
在智慧管理系統上，儲存了由工廠各式設備所搜集的資料，以及透過ERP系統整合所投入的工單，在現場的生產作業所搜集回饋的資料，經由數據統計分析，可即時產出生產稼動率、效率、產品良率等OEE指標，透過設備運行狀態與柏拉圖分析，可找出造成設備閒置與異常的主要因素，做為稼動提昇改善的依據。
 
由工單所搜集的報工資料，經由比較分析，可做為製程改善的依據；生產時所用的材料與消耗工時、電費等生產成本要素，也可回饋到ERP財務模組，提高產品成本計算的準確度。
 
協易除了單機的智慧沖床，也能與周邊裝置整合建置智慧自動化生產線，這也是提昇生產效率的重要手段。透過智慧管理系統的分析顯示，機台稼動率無法有效提昇的原因，主要是換線頻率過高所造成。由於網路電商的普及以及少量多樣客製化訂單已成趨勢，若想要提高設備稼動率，自動化設備整合應用方案會是有效的選擇。協易智慧彈性生產線，透過管理系統與數位工單，與自動換模、換料周邊設備整合，讓智慧產線可以快速依照訂單需求，進行模具、材料更換與生產參數調整，快速換線以提昇生產效率與機台稼動率。
 
郭挺鈞建議，客戶在評估工業4.0智慧製造方案前，應該要依據自身企業、產業與工廠特性需求，及所面臨的問題與挑戰，並界定適當的範疇，找出能夠有效提昇生產效率與產品品質、降低成本並能準時達交的方案，才能幫助企業獲取實質效益。
 
協易仍持續思考、建置，能夠協助客戶解決問題、滿足需求，帶來最大的效益的解決方案。工業4.0是協易智慧製造的首部曲，接著還有4.1，4.2，4.3……陸續推出，敬請期待。
 
協易工廠管理可視化、智慧化
 
郭挺鈞說：「在智慧製造產業裡，協易扮演著工廠機台設備使用者(User)與製造者(Maker)兩種角色。」就使用者來說，重點在工廠生產管理的可視化與智慧化；就製造者而言，要協助客戶建置智慧生產線達成智慧製造。
 
協易工廠內生產流程的智慧化、數位化是分階段進行：首先，建置一套智慧生產管理系統，將工廠內的機台與設備透過網路串連，利用系統擷取資料達到設備狀態可視化管理；接著依據SPS(類似豐田生產管理系統)中對產線的分組配發數位平板，將生產管理系統與公司內部ERP系統進行整合，當生產工單在系統中經過核發，將直接派發到各生產線上的數位平板，不需再印出紙本單據傳遞，而平時所需進行的報工作業就直接在平板上進行。
 
郭挺鈞說，「數位化後最大的效益，在於現場狀態的可視化管理」，管理報表也可被即時呈現，減少了人工維護資料與編表的工時浪費，並提昇報表產出的效率，對現場管理者而言，提供了直覺可視與科學數據的管理工具，同時匯集的大數據讓未來有更多分析的可能，「使得工廠管理逐步走向數位智慧化」。
 
「就使用者觀點，流程標準化是智慧化的基礎」郭挺鈞說。協易對於現場管理與作業標準建立相當重視，歷年來推動過ISO品質系統、5S管理系統、Lean精實管理、TOC限制理論管理，及SPS協易生產管理系統(SEYI-TPS豐田生產管理系統)。目的是期望透過作業流程標準化與管理指標的建立，來達到工廠產線的可管理性，以及設備效率提昇與產品品質確保。
 
SPS生產管理的另一個目的在於消除浪費，或減少不必要的浪費。協易希望建立一種文化，就是讓員工有習慣與能力在自己每天工作裡，去觀察與發現一些不必要或無效益的作業，思考如何去簡化與改善，當這些簡化與改善變得可行，許多不必要的作業資源浪費就可以被消減，自然就能提昇效率並降低成本。簡單來說，SPS的精神在於塑造員工習慣性思考與解決問題的文化，以達到消除浪費、提昇效率與降低成本的目的。
 
有了作業標準基礎，才具備數位化與智慧化的條件。大多數的工廠普遍會以紙本單據來傳遞訊息，工單、料單、通知單……串連了工廠的資訊流。但是，當在需要追縱生產進度、評估產能狀況時，往往得依賴人工搜集與回饋，無法即時呈現與掌握現場運行資訊。
 
協易機械的工廠自動化，從資訊流與物流著手。就資訊流而言，作業流程數位化的目的，就是要達到資訊流的自動化。其次，就物流來看，工具機產業的特性是工件體積大且重量重，需要有承載能力大的載具，以及充裕的儲放空間，才易進行自動化。然而這類解決方案選擇有限，而且投資成本相對高昂，投資效益並不理想，所以並不是現行重點投入改善的目標，將在未來分階段改善。
 
未來趨勢：自動化、客製化、智慧化
 
國際貨幣基金(IMF)在9月12日表示，美國與中國相互徵收關稅可能使得明年全球經濟產出減少0.8%，這項預測比早先估計的減少0.5%更加悲觀。
 
IMF發言人賴斯表示，貿易緊張局勢正在衝擊全球經濟活力，除了經濟面臨嚴峻挑戰之外，製造業出現的疲弱現象，也是2008年金融危機以來所首見。
 
郭挺鈞表示，中美貿易摩擦加劇對世界經濟景氣造成負面影響，再加上英國脫歐將造成歐洲經濟動盪外，更有日韓兩國對立波及經濟的憂慮，造成經濟前景的不確定性升高。
 
根據日本鍛壓機械工業會(JFMA)8月份統計，訂單金額總計229.5億日圓，較上年同月減少28.8%，為連續六個月低於上年同期。機器總量減少了35.1%，與鈑金系統相比，壓力機系統的下降受到很大影響。沖壓系機械接單金額73.8億日圓，較上年同月減少51.5%，其中超大型沖床金額減少73.0%，大型沖床減少91.3%，中型沖床減少7.9%，小型沖床減少38.4%。油壓沖床減少50.6%，成形機減少10.3%，自動化及安全裝置也減少21.1%。
 
郭挺鈞指出，因應美中貿易大戰及全球經貿多變的環境，「機械產品必須朝著：自動化、客製化、智慧化的方向來創新研發。」其次，廠商必須具有接應急單和短單的快速應變與交貨的能力。再者，期待政府經貿主管應該加速與貿易國簽訂自由貿易協定，及新台幣對美元的升貶具有快速應變國際經濟變化的能力，有效協助台灣機械產品，在公平條件下，與全球競爭者一較高下。
 
以最佳準備 最壞打算因應美中貿易戰
 
美中貿易摩擦一年餘(註：2018年3月22起算)，至今雙方仍然尚未找到止戰的平衡點。然美中貿易戰對國內產業衝擊慢慢顯現，其中又以工具機影響最大，目前台灣工具機業者已有同業做四休三，或是已實施無薪假，很有可能會持續到第四季。根據近期經濟日報社論：「工具機依舊是放無薪假的最大宗產業……若是訂單持續低迷……極有可能進一步惡化成大量解僱員工，甚至出現倒閉潮。」
 
郭挺鈞表示，原期待貿易戰將加速大陸企業、外資或台商，從大陸移轉到越南等東南亞國家設第二生產基地，第三季起或許可望湧現商機，不過目前因仍有不少業者觀望，投資效應尚未顯現。
面對混沌不明的未來，郭挺鈞說，協易將「盡最大的努力、做最佳的準備、最壞的打算」，因應此波的美中貿易戰火。