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机械资讯 724期

台湾智慧机械推动与发展现况

采访,汇整/许淑玲
台湾机械工业同业公会 专员

陈重光:精实管理是工业4.0的基础
乐观看待台湾智慧机械的发展
因应全球工业4.0浪潮,台湾机械工业同业公会(以下简称机械公会)在2015年开始投 入大量资源宣导工业4.0,并将2015年订为「智慧机械制造元年」,正式启动智慧 机械,同年10月成立「智慧机械产学研委员会」(以下简称智机委员会),集结产学 研黄金三角,共同推动智慧机械制造,同时遴选6家机械业,以订单为出发点,将 订单连结4.0推动智慧机械示范厂。智机委员会会长则由机械公会理事长柯拔希单纲 。
2016年则是「智慧机械行动年」,这年再度遴选6家机械业作为第二波推动智慧机 械示范厂,第二波针对第一波的缺点改善,同时从宣导期进入行动期,聚焦在IoT 。2017年迈入「智慧机械整合年」,试图将各方资讯、资源及人力重新检视,做跨 领域的整合,让已经在4.0路上或还没跟上的厂商,有机会再次检点,让工业4.0大 军,重新整队再出发。
为了让读者清楚了解机械公会智机委员会的功能与运作, 本刊特别邀请智机委员会 执行长陈重光(也就是机械公会顾问),说明产业版智慧机械推动的概况。

一、智机委员会平台的任务与机制

机械公会成立智慧机械产学研推动平台,成立至今约二年半。配合政府推动五大创 新产业的「智慧机械」,智慧机械一时成为镁光灯追逐的亮点,多了政府资源的加 持,让智慧机械的能见度更高。
陈重光说,智机委员会平台有二项任务,一是点检国内外4.0的亮点,目的在1.具体 呈现4.0的产品概貌,2.确认中长期国内既有的技术是否有缺口。
第二项任务是,检点台湾机械产业不同领域企业产品现况,相对4.0的方向上,位阶 在哪里?目前已具体建立连结订单的12家机械业示范例,主要是让学界及研究单位 了解短期企业需求的技术人才;其次是让政府政策计划有更具体的校准点。
为此智机委员会建立了推动机制:每三个月召开委员会一次,每个月像会长报告,每 周餐与各部会对智慧机械推动的相关方案,并筹备示范例的报导。

二、平台运作过程要点说明

在智慧机械推动过程,依序整理四篇专题与产学研进行交流;同时邀请国外专家, 藉4.0的国际经验,点检台湾发展方向;过程中也自主性建立两波12家示范例,让 经营者自己报告现状与未来具体规划。
国内各部会示范例观摩,包括经济部或科技部专案建立的示范厂。

1.四篇智慧机械专题论述

机械公会智机委员会规动以来,陆续整理出四篇专题,陈重光表示,很乐意随时到 产学研界互动交流,回馈与分享累积的经验。

(1)从经营本质认知工业4.0

第一篇论述「从经营本质认知工业4.0」。在2015年智慧机械制造元年,当时大家 初次接触工业4.0之际,机械工业要如何认识工业4.0?因此着手撰写了,第一篇论述 「从经营本质认知工业4.0」,向产业、学界及研发法人宣导4.0的精神。
本篇论述建议回归经营本质(企业要能赚钱,整理出目前相关的省立工具,成套称为 4.0,所以是从经营本质看工业4.0,而不是单从4.0认识4.0)。并且从经营本质说明 ,与精实管理、智慧机械、工业4.0的关系图(如图1)。
本篇论述的重点结论:对企业而言,4.0只是经营本质赚钱的工具而已,也因为企业 能持续赚钱,所以产生了智慧机械与4.0产品。

(2)藉4.0再点检机械技术人才课题

第二篇论述注重在人才培育的检点,对象是产业及学界。陈重光表示,对机械产业 而言,缺人一直是问题,只是4.0已是一完整的系统,重新以此再点检一次,尤其, 面对少子化的问题,一定要找出「新的有效策略出来」。
人才/技术是一体的,以机械设备的机能/性能发展模型,简单说明既有技术发展与 4.0的关系位置(如下图)。
透过消除浪费改善人力资源的示意模型(如附图),利用此模型说明,总产能=单为产 能*人数,单为产能可透过技术不断提升,人数的问题,则要透过改善浪费着手,这 都是基于成本有竞争力为前提。
本篇论述重点结论:「要改善缺人问题,除了开发人力资源的课题外,要同时改善人 力资源浪费的议题。」

(3)产业与企业交流

第三篇论述:产业与企业交流,这里的产业指的是智机委员会,企业指机械公会的会 员。委员会是产学研的代表,在此平台所交流讨论的题目与结论,都应向所有会员 报告、交流,才能继续精进(而且4.0是会驱动向个体化)。所以,提供此一专题,随 时接受会员的谘询。
陈重光表示,委员会累积了运作近3年的经验,会员厂商针对工业4.0的推动,或执 行方向有任何疑问或疑虑,都可以提供一对一,约2个小时的谘询。首先是工厂现 地的实际参观,其次是将委员会经验浓缩,提出报告;最后是Q&A与交流,针对会 员的问题提供可以解决的方案(建议);另一方面,协助寻找政府的资源,或帮助向 政府反映意见。对会员共通性的需求,向政府提出新的意见及需求,另一方面,会 员可以减少摸索时间,快速搭上4.0列车。在2016年及2017年已有厂商与智机委员 会进行一对一的交流。
陈重光表示,4.0的潮流一时惯性太强大了,没人能挡,但以下几点可藉以反思:
「设备一定要做得很复杂,然后再藉感测器、数据搜集、大数据分析,来做设备 预防保养吗?」你是否也被4.0的工具,牵着鼻子走?机器一定要有感测器才能知道健 康状态吗?预防重于治疗,高血压可以事先预防,为何要等到高血压才买血压计来 量血压呢?机器也可以达到事前预防保养。
「一定要复杂的设备系统,才能满足客制化的需求吗?」现在的工具机朝着复合 化发展,越做越复杂,德国及日本也都是朝着这个方向发展,但是「工具机的users ,尤其是有做精实管理的users,想要买很简单的设备,不会坏,很快就买得到,因 为很简单,很好做。」反之,一台多功能、很复杂的机器,第一很贵,第二问题很 多,第三坏掉了,怎么办?精实管理才能够降低成本,对买设备的人,想买很精实 的设备,功能简单,要买就有,不会坏。
未来的客制化是客户有需要才做(给客户),不会浪费。标准化的产品也是客人订一 个,做一个,也就是精实管理。如果从出发点就已经时管理开始,要什么,才做什 么,就可以用很低成本做出来,客户也能以很低的价格买到想要的东西。现在已经 确认,「精实管理是工业4.0的基础」。未来工业4.0也要追求节能及环保,那凭什 么能做到节能、环保呢?「因为我做精实管理。」以精实管理的Toyota而言,不会 买复合化的设备,因为太复杂了。精实厂商用的设备一定是这个功能之下最间单的 ,「不会坏、不会担心、交货期短」。
问题是现在的设备越做越复杂,所以需要感测器来侦测,达到预防保养的功能。所 以需要感测器来侦测,达到预防保养的功能。虽然不可能反璞归真,但这条路也许 不是百分之百正确,有机会做简单的(机器)可以用的,就做这个,不一定要追求时 髦。不是4.0就是要安装sensor,很简单的机器就是不容易坏,不用装sensor,装 了也没有意义,这个提供给机械业者反思。「有时,很担心业者以为sensor就是全 部。不要为了4.0,而做4.0。」要实地到市场找客户要什么,才来开发客户要的东 西。也就是第一篇论述所强调,「要连结订单才来生产」。
在与个别企业交流,一定提供这样的反思供参考,在不同领域,不同市场,不同时 点,如何运用好4.0工具,走向4.0。

(4)智机委员会推动结果报告

第四篇论述是从产业实务呈现政府计划的成果与改善方向。最理想的状况是政府的 计画,「从事前拟定计画,参与期中评鉴,期末的检讨」,机械公会都应该有代表 参与其中,这样才会进步。如果政府计画可以让公会帮忙汇集意见,政府会更具体 了解产业的真正需求,另一方面则是培养机械公会内部人员才及能力,以后可以扮 演像日本或德国VDMA的角色。

2.藉4.0国际经验,点检台湾发展方向

机械公会也藉由国外4.0实做观点,对国内在进行的方向,随时做点检。

(1)「TRIZ手法如何应用在机械产业」

在产品开发实务,2016年5月MTduo 2016特邀请日本学者专家,发表演说「TRIZ 手法如何应用在机械产业」:日本机械业超越既有产品的开发手法讨论。发表完整性 的开发工具QFD:厘清客户要的,并转成开发工程规格。发表田口实验法在机械产业 :如何完成首件产品,就是客户要的。将TRIZ、QFD以及田口等三种链结应用在机械 产业的实务,并介绍、示范给台湾机械业认识。

(2)引进FORCAMA点检SI

德国在4.0方向上,已具商品化的产品之一 "FORCAM",就是透过IoT连结现场自动 化SHOP FLOOR与ERP,目的是锁定提升生产性。而其第一步透过IoT的可视化, 的确提升了生产性10%,但其后续生产性要继续提升改善,则需藉助第三方伙伴, 如节能,精实管理,APS等。
在4.0时代的关键角色系统整合者,由德国FORCAM点检4.0来临如何强化产业链中 的系统整合软体,SI(system integration)环节,盘出台湾也有类似系统整合成果案 例,例如:法人以基层机联网为基础,往上连结;车王则以整合不同的通讯系统为切 入,往上往下开发。

(3)日本伺服冲压机技术发展检点

伺服冲压成型技术论坛,针对油压机的伺服化,也请日本学者专家来台交流。藉日 本的经验点检:
a.产官学运作机制,冲压成型机产业如何打团体战。
b.冲压伺服化如何创造新价值?
点检(4.0的目的与价值,不要以工具当目的)结果:油压伺服化应创造新的营运模式, 而不只是取代传统油压的好处。台湾冲压机伺服化并不落后日本,但与日本一样, 20年来没有新价值的创造,值此4.0的来临,应创新价值。
由国际推动4.0的经验,对照国内点检出(国内产品开发基本功)比较:
(1) 各方法从原创诸多原理、原则,针对特定领域(如机械产业)透过执行实务经验, 整理简化出有用、够用的方案,这是工具衍生的知识,这也是一种创新,正如工研 院机械所目前正在整理4.0智慧机械的方块图,让业者易用易懂的工作。
(2) 各方法连结创造流程价值,缩短开发L/T(Lead/Time前置作业时间),这是价值加 倍,也是创新。

3.国内自主建立两波12家示范例

运作到现在,只有两波示范例;从第一波可看出六家代表不同机械产业领域的4.0现 况,除了点检技术人才缺口外,也发挥彼此观摩的作用。
不同机械产业观摩点诸如:计画生产到订单生产;批量生产到一片流;2.0、2.5、3.0 的不同状态,智慧单机与系统整合等。异业观摩也是一种超越惯性的创新。
第一波示范例,将订单连结4.0,说明现况,具宣导作用。
(1)佰龙机械厂(纺织机械)
(2)百塑企业(橡塑胶机械)
(3)鼎圣机械(制鞋机械)
(4)泷泽机械(CNC车床)
(5)永进工业(综合加工机)
(6)陆联精密(齿轮机械)
第二波针对第一波的缺点改善,同时从宣导期进入行动期,聚焦在IoT,从感测 器/IoT做为4.0切入行动,进行现状可视化。
(1)凤记国际机械(全电塑胶中空机)
(2)高圣精密机电(带锯床)
(3)庆鸿机电(非传统加工机械)
(4)远东机械(铝轮圈生产设备)
(5)连结机械(油压成型机)
(6)铨宝工业(吹瓶机)
智机委员会是产业的平台,牵引大家往对的方向前进,政府不了解产业,只有产业 自己最了解自己,所以平台就有责任让政府把经费花在刀口上,花得有效易,还有 什么可以改善的;政府已经在做的,产业就不用再(重覆)做,而智机委员会平台做 了以后,会让政府作得很有效益,像计画要连结订单,这是在这个平台得到的。
陈重光表示,从两波试范例的运作,尤其是第二波,具以下成果:以国际的BENCH MARK(基准)点检说明,显示在4.0的起点,我们并没有落后。由此可看出,善用4.0 工具,可提前成为世界第一,这也是创新。
a. 实务面搜集IoT可视化作法
-现场可视化(TPS)
-现场各通讯系统联网(车王)
-机联网,搜集数据,建立履历电子化(国瑞IoT第一阶段)
-机联网预兆诊断(高圣、远东发得)
-机联网+MES(上博)
-机联网+MES+ERP (FORCAM)
可视化管理多元与分阶段,要看企业的目的与能力而定,重点在持续改善。4.0工具 似乎是有共同的切入点IoT,但不要止于IoT。
以示范例为基础,有关IoT第一步骤「可视化」作法具多元性,要看企业各自的目 的与能力而定义,这也是创新。
b. 从国内4.0示范例发表,将其归化分为4类:
  压铸模原来传统新另件都要是5、6次,但当引用有效软体之后,可缩短到2、3次 ,但如何挑战第1次就ok,4.0会藉着感测器、搜集数据、作数据分析等,尝试精进 。
  试加工另件,藉着学习软体,要7、8件后,才能收敛到公差内,但如果第一件就 要ok呢?4.0则尝试再从参数优化。
  针对安全,以及3K工作,一步导入全自动化,的确解决了原有问题,表象很科技 ,但同时也带来了成本骤升以及失去弹性化应变能力。 -藉着现况电子可视化,提升生产性10%,但再来要继续提升,则要藉着第三方伙 伴改善。
由以上各例,可看出共同点,由于,4.0的潮流强势,大家的确搭上数位化列车,尝 到一点藉着前人的经验,而获得第一位阶的改善;然而,若又回到各系统本身的原 状,不动恒不动。
观察国内一年来各部会推出的示范例,提出二点建议:
(1) 4.0不要止于自动化:要连结订单,把没有自动化的进化到自动化,还要进一步智 慧化,才能产生较大的价值。
(2) 4.0不要止于工具的建置:如果只是建置4.0的工具,感测器、大数据等搜集资料, 最重要得是要能够分析,运用资讯,真正达到智慧化功能。

三、智慧机械现阶段描述

从智机委员会平台实务的角度,针对国内智慧机械现阶段发展的描述:由企业参观及 所看到的执行面综观台湾智慧机械发展,「台湾整体产学研集结起来发展4.0,技术 可以自给自足,没有问题。重点在每家企业各有不同,就是要引进外面的资源来帮 忙,才能变成自己的技术。」
在技术面:集结产学研基本技术足够台湾自主发展4.0,重点在各企业如何内化4.0技 术。当初产业最担心的4.0技术没着落的问题,其实可以自给自足。
在企业面:台湾机械业企业规模从10人到1,000人,如何学习内化4.0技术,是需要协 助的课题。
在成本方面:争取公平的国际环境,建置无浪费的产业平台。4.0是一项产品,一种 生产设备,一定要有成本的观念。
另外,标准是重点,从国内标准到国外标准(外来要争取);另外,精实流程减少浪 费,过去没学好,现在要重新好好学习。

产业个体化‧企业差异化

过去产业聚落带来的同质化副作用,在4.0客制化的潮流下,将走向企业个体化,已 是必然的趋势。不能像以前从硬体面跟着大厂走,而没有研发的能力。
产业聚落有其方便性,但同时带来同质化的问题,带来恶性竞争,竞争到最后自己 很高兴的说,台湾的C/P质最好,但没赚到钱。而4.0走的客制化,会把原本同质化 的问题,往差异化带开来,除非不走4.0,但这样有可能遭到市场淘汰。机台虽然简 单,但机台与机之间联网还是需要藉着IoT来互动沟通。
零组件厂最近常反映,与日本合作之后,才比对出过去与台湾MTB的不同;后者只 谈成本降低,前者先谈品质性能。
当大家正苦于不知如何改善之际,4.0的客制化将是一帖绝对的药方。4.0的客制化 是源头,势必从产品面、工具面、管理面等拉着上游朝个体化发展,工具机产业聚 落所产生的同质化现象,将会有所改善。

四、智机委员会平台的产业提案

智机委员会将执行过程中,所孕育出来的各个面向的问题,集结成产业提案,提供 政府参考。由产业平台提供题目,产业成立委员会协助解决,政府挹注资源扶植产 业。

1.标准化部份政府来做,差异化由厂商各自研发

也就是政府花钱做标准化的部分,企业自己做差异化的部分,企业没办法做到的, 则委由学研单位来协助研发,希望政府的钱不要做差异化的部份,只专注标准化的 部分,希望政府能够建立这样的审查机制。
智机委员会平台建立的12家示范例,会长柯拔希已展开实地参访,把问题更深化交 流,也把遇到的问题提出来,希望4.0是走客制化,能够作标准产品。以前产业聚落 产生同质化的问题不能不惊剔,现在4.0是走客制化,但又建议大家做标准品,那不 就是又走回同质化的老路。「任何工具平台一定有标准化的部份,也有差异化的部 份,那标准化的部份,大家都用一样成本低,差异化的部份就是企业自行发展的, 这样4.0的产品才能够有竞争力。这也是平台的提案。
而大里工业区,与修平的联盟,正是一典范,从智慧设计,行销切入。目前的产业 ,其实是单一企业对学校,应朝产业对学校,将技术层分为共同基础,才不致有智 财权的障碍,智财权应是正面助力,不应该也不会成为包袱。

2.成立跨领域3~6个月的专职训练班

4.0需要跨领域的人才,提案希望学研能够提出一个3~6个月全职、跨领域的训练计 画。
产业提案由学研单位,规划跨域3~6个月的专职训练,建立一智慧加工生产线以改 善目前聚落瓶颈,训练化领域的专职人才,陈重光表示,20多年前,他也曾经受过 为期6个月的机电整合训练课程,效果很好,现在4.0跨领域的学程很多,更需要在 职专的训练。预期这个人才培训将有相对应的专职训练班。

3.鼓励高职毕业先就业,视为智慧机械产业新生儿(新鲜人)鼓励

只要高职毕业来到台中智慧机械之都就业,由台中市政府每个月补助5,000元,像 是奖励生育率的新生儿方案。这个部份已有各部会计画纳入参考改善,政府也已提 出类似的计画案。

4.正在提案大数据搜集的黑盒子标准化

五、技术/人才培育,产、学新战略与战术

1. 产学关系:机械产业与学界的关系,由传统工具机(Copy阶段),CNC工具机(机电 整合),性能/机能提升(自动化/复合化),智慧机械;随着过程的演进,产学关系持 续拉近。
2. 技术/人才培育新战略:这么多年来,还是缺人,而且大环境持续恶化,所以,一 定要有新的战略:除了积极开拓人力资源外,一定要同时致力于流程的浪费改善着手 。「从改善浪费着手,还有机会。」
3. 技术/人才培育战术:
  学校端:
  面对问题,以治本取代治标的改善
  让学校成为企业的研发或训练道场
  落实跨领域的学习
  企业端:
  人力资源流程,要将招才、育才、留才一起连结管理,流程的瓶颈点才是改善点, 不要只是惯性从招才探讨改善。
  企业要建立人才培育机制/年度计画
    (1) 能与学校的教学机制以赛跑接力方式重叠连结。
    (2) 可充分、方便运用各项政府资源,加倍产学合作效益。
    (3) 不断地透过精实管理,将作业流程化、简单化、标准化,可延长退休人员的从业 年限,以及晋用妇女人力等。

六、综合观察与结语

观念观察:正面面对问题是创新的起点,过去走太多便宜之道,今日才显得这么辛苦 。产官学研面对的两大类问题,一是几乎停滞不动(因为不认为那是问题);一是寻 找便宜之道(寻找现在方便的,但对未来没有帮助的,短期替代方案是逃避问题,只 是绕过石头,但石头仍在原地);应积极面对问题,透过改善,挑战课题,解决问题 ,生产技术,培养出人才。
产品观察:切勿迷失在有形的自动化;由过去的经验,看清楚目前的步骤,按部就班 地前进,才是最快的,智慧化提升自动化的C/P值,对中小企业而言,没必要因为 不懂而惶恐。
技术观察:「无人化」在科技的进步下,是有可能的,但要透过「少人化」的精实过 程,自然铺陈出「自动化」,才有成本的竞争力。「4.0之后,人会没有工作的问题 ,在精实过程的演化下,是不至于存在的。」
陈重光表示,很多大学教授问:4.0以后就无人化,那人怎么办?不是很多学生都失业 了吗?「很简单,就按照精实管理的过程,这个过程走到哪里就是哪里,都不会有 困扰,现在是把二个点拿起来相比,一个是现况,一个是无人化状况,如果由原本 100人,马上只剩10个人当然会引起恐慌,但这是要经过精实管理的过程,才会达 到这个无人化的境界,这个过程就要经过磨合,只要按部就班,哪天水到渠成,自 然会找到方向。」
年度观察:加速前进,但不离经营本质。
1. 激励措施维系着方向的塑造。例如:日本奖励中小企业方案与MTB能够提供复合机 是配套的;台湾政府如果也要拟定奖励方案,等到有一定数量的maker都能够生产 智慧机械时才来奖励,而不是单一家生产就奖励,才能真正落实在maker身上,不 然变成进口产品渔翁得利。
2. 技术规画应分共通技术与差异化技术,前者营造成本的降低,后者是4.0的必然。
3. 步上智慧机械发展的轨道要素,内在已有完整的团队,外在有国际市场客户拉动 ,领头羊的存在有产业群起仿效的带动作用。
4. 4.0有个别性的差异,因为台湾企业规模跨域之大,所以个别谘询交流是必要的。 也欢迎会员厂商提出一对一谘询得申请。
机械公会一直是产学之间的服务平台,对台湾智慧机械的发展抱持乐观的态度,因 为从一开始,台湾起步就与国际同步;而且已经启发了诸多,也建立摩尔定律的临 界质量,临界点案例。
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