推動百塑4.0 助臺灣鞋業升級
在經濟部工業局協助下，百塑企業成功開發全世界第一套、全國產化的專業運動鞋底一站式連續生產智慧產線，全力協助臺灣鞋業升級。
採訪／施鑫澤‧文／林裕洋 ‧ 刊期／ 2021.12
隨著各種自動化設備的進展快速，結合資通訊科技之後，可讓許多仰賴人工處理的複雜工作流程，透過自動化流程完成，如汽車、消費性電子等等，藉此達到提高產能、產品品質，還可將人工成本降到最低。消費型電子產品能夠快速普及關鍵，正在於自動化組裝設備的協助。既然內建眾多電子元件、強調精密的消費性電子產品等，都能透過自動化組裝完成，大量仰賴人工的製鞋業，似乎也沒道理不能以自動化取代。因此，Nike、Adidas等國際運動品牌業者，多年前即興起打造自動化製鞋產線的念頭，企圖改變傳統製鞋業的生產模式。
儘管兩家國際業者的大膽計劃，最終紛紛傳出以失敗收場，但至今仍然透過不同方式嘗試推動自動化製鞋的計畫。有鑑此趨勢長期下來，難保不會影響到台灣的鞋業代工產業，加上運動品牌業者一直想要降低帶動費用，所以經濟部工業局為建立領先全球的塑橡膠智慧機械與智慧製造供應能量，特別推動 ─ 塑橡膠智慧機械領航計畫。這項計畫運用百塑企業在射出成型機領域累積多年設計製造經驗，結合擁有運動鞋底生產能力優勢之專業代工廠商 ─ 欣展工業股份有限公司，最終順利成功開發全世界第一套、全國產化的專業運動鞋底一站式連續生產智慧產線。
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百塑企業董事長胡永進指出，在經濟部工業局協助下，我們開發出整合三項生產流程的一站式連續生產智慧產線，並且設備中加入壓力、位置、溫度等感測器，收集生產過程中的各項資料，搭配自動光學檢測(AOI)技術，以便可隨時監控調整壓力、溫度等參數，讓產品生產過程能被監控，達到保持品質穩定的目標。此外，產品也透過融入資通訊元件與管理功能，達成生產資訊可視化、管理數位化，以符合時下智慧製造的趨勢，最終產能由每小時16雙提升至28雙。
值得一提，百塑企業在於塑橡膠智慧機械領航計畫執行期間，運用相關技術衍生出21套設備，並推廣至全球客戶、新接訂單近新台幣1.5億元。不光如此，該公司產品也獲得多家國際大廠的肯定，並開始建立長期合作夥伴關係，對公司整體營運帶來極大幫助。
看準智慧製造商機 推動百塑 IM 4.0
成立於1988年的百塑企業，以獨到的產品設計與製造經驗，至今已在全球市場建立崇高的聲譽與品牌信賴度，無論於機器性能、品質或價位等方面，都能滿足不同客戶要求與信賴，堪稱是特殊注塑成型技術與設備的領導廠商。目前該公司產品應用範圍，涵蓋電腦通訊，電子電機，汽車機車，醫療光學等產業和其他特殊成型領域的客戶，可提供嵌入包覆、多色多料、熱固、液態矽膠、粉末、微量精密與模內裝飾(IMR/IMF/IML)注塑成型等方面的技術與設備。
百塑企業的營運總部設立在臺灣桃園華亞科學園區，並同時在臺灣與中國設有製造基地與銷售服務網。面對競爭激烈的市場，該公司能保有持續領先地位的關鍵，在於對產品的最佳品質堅持外，還有持續投入生產管理不斷改善與技術提升。面對全球吹起「工業4.0」的浪潮，百塑企業也很早就有打造智慧製造系統的構想，該公司早在2012年臺北塑橡膠展上，即以智慧自動化生產系統為主題，進行展出運用機械人串接多套設備進行串聯生產的情境，實踐包括螺絲起子、手機架等，從生產到包裝全製程無人化系統。
胡永進說，我們在「工業4.0」的概念下，提出完全自主開發，專屬百塑設備的「智慧自動化與生產力4.0」，即是「百塑 IM4.0」(Injection Molding 4.0)。2018年百塑企業攜手百理得科技，協助幫助客戶規劃射出成型製程的「智動化」生產系統、整合智慧化生產線，開創公司不同以往的全新商業模式。正因為我們積極投入智慧製造的研發，累積非常多的技術與經驗，最終受到經濟部工業局的肯定，獲得參與塑橡膠智慧機械領航計畫的機會，也為台灣運動鞋產業開創全新的生產模式。
鞋業製造流程複雜 自動化難度高
憑藉著高階技術能量與流程控管，許多人都知道台灣高科技製造業在全球居領先地位，其實仰賴大量人力的臺灣鞋業代工產業，也同樣執世界牛耳。世界知名運用鞋品牌，幾乎都遇臺灣代工廠有緊密合作關係，預估全球運動鞋約有 33% 出自臺灣廠商之首，且毛利遠高於電子產品代工，只是業者多半行事低調，因此僅有少數上市櫃公司比較為人所知。
被視為傳統產業的製鞋業，是所有製造業之中使用勞力最密集的產業，根據代工業者提供資料顯示，一雙球鞋產出約要經過400個人，比智慧型手機生產約100人還高。以運動鞋的鞋面製作為例，就必須需接合35片鞋材才能完成，加上每個款鞋型有不同尺寸，其所搭配的鞋材就完全不同，因此當有其中一種鞋材缺貨，就會導致整條產線停止運作。
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以台灣代工業者主力的專業運動鞋為例，其鞋底部就是由足粒、配件及大底等組成。在傳統生產流程中，產線必需先產出足粒產品，才能將該產品嵌入配件模具中，最後再進行射出成型製程，以便生產出配件產品。當完成配件產品後，才能再將配件嵌入大底模具中，再進行生產鞋大底的工作，由於鞋子的尺寸不同，相關配件就會不同。所以即便是製造同鞋款，只要鞋的不同尺寸，整條生產線也必須重新換線才能運作。由於商標、足粒、鞋底等鞋材，至少會有7組不同顏色變化，因此換模、換料等過程必須仰賴大量人力、時間等，亦是導致鞋業代工人力成本無法降低的主因。
「傳統鞋底製程大致分為三段，故需要由三台機器分頭進行生產，並且將生產材料先行庫存，隔日再繼續生產。由於生產過程中既有人工介入、亦非連續生產，使得產出一雙完整鞋底約需要歷時至少4天。」胡永進解釋：「此外，為避免出現生產流程中斷的問題，代工業者也得存放一定數量的足粒、配件等半成品，這些配件也非常佔據空間，亦是不容忽視的以藏成本。」
打造連續生產線 解決運動大底問題
在深入了解運動鞋的鞋底製作流程後，擁有豐富技術經驗與經驗、投入智慧自動化生產系統多時的百塑企業認為，唯有將生產專業運動鞋大底元件的三種生產設備串連，建立在線式的連續生產流程，配合自動生化生產與快速換模系統，才能解決產線上浪費的工時與人力。此舉，還能降低人工作業疏忽出現的品質不良問題，可減少重工與洗料或換料等事件發生。
在經濟部工業局推動的塑橡膠智慧機械領航計畫中，百塑企業開發的智慧專業運動鞋材自動化產線，將原本三套獨立運作的傳統射出成型機，創新改良成為一站式連續式生產方式，打造可滿足少量多樣生產的彈性化生產流程。這套專為運動鞋材設計的產線，具有高度的自動化、智慧化等特性，搭配自動移載系統，可讓換模時間從過去 20~50 分鐘縮短到60秒以內，再大幅減少人力成本之外，也能達成快速交貨、提高附加價值的目標。
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在這套全球獨創的智慧專業運動鞋材自動化產線中，也融合射出參數專家及成型缺陷解決系統、射出機監控系統，以及製程品質監測系統，可監控產品生產過程中的品質。以射出參數專家及成型缺陷解決系統為例，即是將圖形化的射出模型融入射出參數專家系統中，結合射出機的規格與特性、塑膠材料的資料庫，產出對應生產機臺的射出參數。如此一來，試模人員即可經由簡單的幾個步驟，在機臺上產出成品，避免繁瑣的試模過程，達成節省試模時間與廢料產生地餓問提。
胡永進表示，我們於鞋大地生產過程中，在每一站皆融入AOI視覺檢測技術，運用專業運動鞋鞋底的檢測技術，確認產品品質是否符合標準。當系統發現產品有瑕疵時，除會將產品找出來之外，也會將缺陷種類與程度回饋到系統，並自動調整修正機臺的成形參數。如此一來，AOI系統自然也會持續進步、自我適應調整，對於穩定生產品質將帶來幫助，達到確保鞋大底的整體生產品質。
融合技術與經驗 推出射控監控系統
在射出參數專家及成型缺陷解決系統之外，智慧專業運動鞋材自動化產線最特別部分，莫過於百塑企業自主研發的射出機監控系統，除整合生產管理、網路管理等功能，可收集整體工廠及跨區域等現場機器設備的資料收集。其次，根據百塑企業提供資料顯示，這套系統也將成型技術所需的成型製程監控、製程條件合理化、製程條件最佳化、及製程狀態診斷、遠端製程管理和專家服務模組整合，提供線上監控及診斷的使用。
至於製程品質監測系統部分，則是用來建立產品品質的關聯性、建立製程指標線上檢測標準，用於最終製程品質監測與改善。不光如此，百塑企業亦設計一套可收集生產資訊與分析的工具，除可儲存生產過程中的各項資料外，也能用來作為產品的品檢之用，又或者在產品生產過程中發現問題時，可進行即時分析。當然，若日後消費者在產品使用中發生非預期問題，代工廠也可藉此回溯生產歷程，找出該問題發生的原因，有助於提升產品的整體品質。
胡永進指出，根據廠商實際試用的結果顯示，藉由此套智慧專業運動鞋材自動化產線協助，對於人力節省帶來極大幫助，從原先100、200人降低到6人以下。此外，產品生產週期也變得非常穩定，整體良率亦藉此提升，從從原來 80% 攀升到 100%，兩者之間差距達到 20%，可替代工廠省下可觀的人工、原料、能耗、工時等成本。
在百塑企業未來規劃中，將持續投入智慧生產線的開發，全力協助臺灣傳統產業升級，共同朝向智慧製造之路邁進。
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