HOME
 

机械资讯 759期

智慧机械助攻 打造全球第一套鞋材
全工序一站式连续生产系统

文/秦进传 博士
百塑企业股份有限公司

经济部工业局推动之「智慧机械领航计画」,其中,塑橡胶机械业由塑胶射出机制造厂百塑企业凭藉在射出成型设备领域多年设计制造经验,与国内专业运动鞋鞋底制造商欣展公司共同合作,结合双方优势,建立全世界第一套鞋材全工序一站式连续生产系统,让双方在各自的领域更具竞争力。
台湾曾是制鞋王国,制鞋业是典型传统劳力密集产业,专业运动鞋鞋底的制程,射出成型扮演重要角色,但全制程的复杂性极高,需大量的仰赖人力。面对全球化竞争,中国大陆制造快速崛起,不仅在中国大陆市场竞争,战场甚至扩展到全球市场,现在多数制鞋厂多已移至东南亚生产。面临产业的瞬息万变,制鞋产业为求永续经营,必须思考往自动化和智慧化制造方向前进,如何突破瓶颈并树立起产业的竞争优势。
在经济部工业局大力推动鞋材制造升级转型计画下,百塑与欣展应用智慧化技术建置创新制程及设备,并携手中原大学、逢甲大学、国立高雄科技大学及精密机械研究发展中心,合作研发建置全世界第一套鞋材「全工序一站式连续生产系统」。
德国产业界在2011年4月提出工业4.0概念后,使得工业4.0成为一门显学。其中涵盖了包括:智慧产品、智慧机械、智慧制造与智慧服务。百塑则在工业4.0的概念下提出完全自主开发,专属百塑设备的智慧自动化与生产力4.0。百塑的智慧制造系统概念很早就成形,从2012年就开始以「智慧自动化生产单元(Cell)」为主题进行展出,包括:使用机械人串接多套设备进行串联生产,实践包括螺丝起子、手机架等的生产到包装全制程。2018年更是新创系统整合公司(百理得科技股份有限公司),主要帮助客户规画整套自动化、智慧化生产线。带给公司不同以往,新的商业模式。
鞋业是制造业中劳力使用最密集的产业,一双球鞋的产出,要400人经手,复杂度比手机高(一支小米手机生产只需要经过一百个人力)。过去40年,自动化的想法总被代工厂评为「不可能的任务」,单是鞋面,就需接合35片鞋材,而且每双鞋有不同尺寸,这等于生产线要不断换线。但这也使台湾厂商永远在追逐低价的人力,导致产业无法根留台湾。
「在地制造,在地生产」模式则是目前鞋业发展中的趋势,由于鞋子的款式及功能更替频繁,鞋子很容易流行一季之后,在下一季打入Outlet市场,影响获利甚至造成亏损,如果一开始产量估计保守,又容易造成后续缺料与生产不及的问题,具体的解决方案就是在地制造,在地生产,减少库存,依销售状况调整制造及生产数量,发展自动化形成了一个最佳的解决方案。
欣展公司则是全球知名运动品牌国内指名的专业运动鞋底代工厂商。由于本身就是品牌大厂国内指名的专业运动鞋底代工厂商,面临鞋材自动化的发展趋势,不能是坐以待毙,而必须是积极因应,并主动发展,过去因为鞋子的生产步骤繁复,大量仰赖人力,而转移至亚洲生产模式,随者自动化科技的快速发展及普及化,国内厂商不应该画地自限,认为鞋材自动化的发展困难性实在太高,自身的发展优势仍然存在,而将未来的市场机会拱手让人。
专业运动鞋底包含了:足粒、配色及大底等,并必须考虑了鞋型、配色及鞋子尺寸及鞋子材料等。为因应鞋材少量多样的生产模式及对换模、换颜色的依赖,达成产线的自动化,唯有克服鞋材在量产中,频繁的更换模具及洗料、换料造成的塑料浪费,以一量产中的鞋型而言,共有10个尺寸(4号~13号),商标、足粒、鞋底至少有7组不同颜色变化,平均每天换模2次、换料1次,大量的人力、时间及塑料浪费,是制程中最被诟病的。
本计画成功开发「智慧专业运动鞋材产线」,将传统射出成型机的单机生产鞋材方式,创新改良成为一站式连续式生产方式(如图),导入弹性化生产(少量多样生产),运用智慧化技术,可快速提供少量多样客制化生产能力,快速交货,提高产品的附加价值。本计画在弹性鞋材智慧化生产系统上,导入感测器、机械手、设备联网,完成智慧化的生产线,大幅缩短生产周期时间。在自动化鞋材模具开发技术上,成功进行模具表面处理与模具结构设计改良,完成黏模力降低70%,并与多轴机械手搭配,全面提升鞋材的生产自动化比例,减少操作人力。最后,导入排程系统,进行专业运动鞋材产线与资讯流的串联,完成智慧产线的建置。
射出成型设备智机化系统,包含:射出参数专家及成型缺陷解决系统与射出机监控及制程品质监测系统。
射出参数专家及成型缺陷解决系统:射出参数专家可以将将图形化射出模型导入射出参数专家系统介面,结合射出机规格特性、塑胶材料资料库,成型计算公式与经验法则程式化,可协助试模人员经由简单的几个步骤,得到一组建议的射出参数,避免繁琐的试模参数设定过程与节省试模时间;生产过程中,则搭配AOI视觉检测,应用专业运动鞋鞋底的检测技术,完成成型缺陷解决方案及成型参数即时自动修正方法,实践线上视觉检测与回授控制。
在射出机监控系统:藉由自主研发并整合制造服务的概念,将生产管理及控制网路化,利用网路的无远弗界,实践由现场机器设备之于整体工厂及跨区域资料,透过成型技术所需的成型制程监控、制程条件合理化、制程条件优化、及制程状态诊断、远端制程管理和专家服务模组;分别整合在电脑、网路、甚至专家系统上,整合线上监控及诊断的使用。
制程品质监测系统:建立产品品质的关联性,建立制程指标作为线上检测标准,最终得到制程品质监测与改善;并利用统计制程管制(SPC)资料撷取与数据分析,提供一生产分析工具,进行生产分析,客户在生产过程中的SPC数据资料可以被储存汇整,在生产过程中可做为该批产品的品检工具,或是产品在发生问题时进行分析,或未来产品在使用者中发生问题,可以回溯问题发生的原因。
本计画执行过程,百塑公司顺利推广设备至8个客户,共21套衍生设备,设备合计超过新台币1亿3千5百万元。客户产品类别相当广泛,包括:鞋材、运动用品、车用用品及感应器制造商,同时也吸引到多家国际大厂的关注,预计每年至少为百塑公司带来新台币1~2亿元的商机。欣展公司也得到国际知名品牌运动鞋商很大的肯定,成为鞋材品牌商之长期合作伙伴,带来业绩上的大幅成长。在本计画协助下,双方在各自的领域更具竞争力,开创更广阔的市场格局,让全世界看到台湾企业的实力。
Back
电话: 886-2-23494666 ‧ 传真: 886-2-23813711 ‧ 电子信箱: tami@tami.org.tw ‧ 会址 : 100 台北市怀宁街 110 号
版权所有 © 2004-2023 台湾机械工业同业公会