第九屆製造業CIO論壇台中場
2018 年台中精機廠決定打造智慧工廠，2020 年正式啟用後成為公司營運總部，亦是台灣工具機業界第一智慧工廠，配置有 8 條工具機智慧組裝線、4 條 V4.0 自動化加工產線，而特別建構的戰情中心，則扮演協調與整合中樞的重要角色。
文／林裕洋
回顧 2018 年美中貿易戰開始，改變原本全球穩定運作的供應鏈版圖，不少企業選擇重新構思全球佈局策略。而 2020 年初的疫情，則重創全球經濟發展，在各國政府紛紛採取防疫政策下，導致全球供應鏈陷入停擺的斷鏈困境，引爆原物料短缺且價格上揚的風險，而烏俄戰爭引發的資訊戰、能源價格等挑戰，也讓不少企業開始思考後疫情時代營運方式與策略。
[ 2023年企業IT投資重點為何？資安、人才、ESG如何部署？下載 CIO大調查報告 立即揭曉！ ]
台中精機廠工具機研發處電控部經理陳家興指出，公司產品銷售遍及全球各地，在疫情衝擊之下，我們也一直在考慮「建立遠端辦公及遠端維修制度建立」、「分散供應鏈」、「提高智慧化產品價值，創造新需求、提高獲利」等。特別是我們已進入智慧製造領域，所以還得思考更精確的利用數位化分析與 AIIoT 自動化技術，達到改善生產效率與品質，提供最佳自動化方案給客戶端，對應提高高稼動率與人力缺工問題。最後，則是我們本身也面臨世代傳承的問題，必須思考將資深員工經驗保存下來，協助新進員工快速成長。
因應美中貿易戰 打造全新智慧工廠
成立於 1954 年台中精機廠，從早期傳統工作母機起家，目前該公司主要產品分別為 CNC 車床，綜合加工機、塑膠射出成型機，對外承包項目則有垂直整合經營縱深面，跨入多角化、自動化、國際化的經營領域。台中精機廠採取一地研發、兩岸生產、全球行銷的策略，目前全球七大行銷服務中心分別為美國、法國、德國、南非、馬來西亞、印度、泰國，而兩岸六大製造基地則為臺中精科廠（營運總部）、工業區廠、后里鑄造廠、彰濱鹿港廠、中國上海廠及廣州廠。
2018 年美中貿戰爆發之際，國際市場對非中國製造的工具機需求大增，因此台中精機廠決定在台中精密機械園區打造智慧工廠，以便能維持在國際市場的領導地位。此智慧大樓獲得眾多國際設計獎的肯定，如法國巴黎設計建築類別銀獎、法國 NDA 建築設計類別金獎、美國 MUSE 建築設計類白金獎、義大利 A’DESIGN 建築設計類銅獎、內政部綠建築標章銅級等認證。
陳家興說，此新廠已成為公司營運總部，是融合智能系統、綠能系統的智慧綠能大樓。在智能系統部分，採用電力監控、監視系統、空調系統監控、智能停車場、ID 識別及服務、綠圍牆監視系統、智能會議室預約、安全監控系統等功能。在綠能系統部分，則整合太陽能發電、水資源再利用、生態景觀、節能照明、儲冰式空調系統、地管引風系統等功能。
扮演產業先鋒 打造工具機首個智慧工廠
在台灣工業自動化發展過程中，台中精機廠一直扮演著開路先鋒角色，隨著工業 4.0 時代來臨，自許成為台灣智慧機械專業製造者，所以多年透過持續深化在智慧機械與智慧工廠製造之研發能量與投資，期盼能維持在市場上的領導地位。2020 年啟用新廠，是台灣工具機業界第一個以工業 4.0 為架構全新打造的智慧工廠，配置有 8 條工具機智慧組裝線（Victor Smart Production line，V.S.P）、4 條 V4.0 自動化加工產線（V.S.M），並且首度建立戰情中心，扮演整廠的協調與整合中樞。
為滿足製作高精度工具機的需求，台中精機廠在智慧工廠內，安置 3 台德國 WALDRICH COBURG 的大型龍門磨床與五面加工機，一台日本安田（YASDA）臥式綜合加工機等，整體投資金額超過台幣 3.3 億元 。
陳家興表示， 台中精機廠打造智慧工廠之初，主要是以引進成熟技術為主，確保工廠能準時上線，滿足現階段生產製造需求，如「製造系統反覆整合，運行效能優化、成熟應用」、「善用數據決策分析，提高營業利益」、「工廠運作訊息數位化 & 及時化」等。在我們的中長期發展策略部分，預計引進技術發展中的創新科技，首先是透過「AI 自主自適應，持續進化工廠」，其次「將師傅工藝技術轉化到先進的 AI 系統」等，擴大智慧工廠的營運價值。
解決客戶痛點 創造三贏局面
台中精機廠推動數位轉型時，是採用管理思維與技術的融合，期盼解決客戶的痛點，找出企業新目標與新價值，進而開創出新服務模式。所以在企業體質部分，導入 TPM、TPS、TQM 三位一體生產管理系統，追求零災害、零損失、零故障、零不良的目標。在智慧工廠部分，則是透過組裝產線搭配加工產線而成，以便能夠提升產品生產效率與生產品質。
台中精機廠打造的智慧生產線有兩大特色，首先是透過資訊系統整合再造，讓工廠資源能全面管理，如導入導入 ERP、APS、MES 等，並且透過整合多系統方式，全力打破訊息孤島。此外，亦建立戰情室建立，以便能夠即時掌握生產進度，工廠反應協調中樞，並且透過分層訊息即時傳遞，提升工廠反應效率。 第二部分則是透過生產線再造，提升組裝品質，如建構 8 大生產組裝線，讓製程/配置重新規劃，也引進自動倉儲機制，導入 AGV 設備，打造組裝物流網路。最後，則是產線情報即時可視化，掌握生產進度、組裝品質。在智慧製造戰情室部分，則能呈現組配現場和加工 V4.0 產線的即時績效指標，讓管理者運用大數據輔助決策。
「我們觀察到客戶的痛點有三大部分，首先是訂單少量多樣，所以台中精機廠推出高效率五軸加工機設備，滿足客戶的生產需求。第二個痛點則是面臨缺工、世代交替的挑戰，所以我們工具機搭配智慧化智慧製造技術，提供自動化整合、智慧製造等兩大功能」陳家興解釋：「在智慧製造部分，由於整合機聯網 IoT、智慧化模組功能，也連帶解決客戶的第三個痛點，有效提升工廠管理效率。」
換句話說，台中精機廠透過打造智慧工廠，不僅順利解決客戶痛點，也連帶創造自身的營運價值，堪稱是雙贏的局面。
擴充工具機智慧功能 獨家研發 VSB
在打造智慧工廠之外，台中精機廠為強化產品在市場上的競爭力，也特別搭配工具機設備使用的 VSB（Victor Smart Box），可收集/分析來自設備端的資料，執行自行開發之 AIIoT 軟體， 進行即時的狀態監控分析及邊緣運算。VSB 主要具備 Fog（機聯網，Scada 系統架構）、Edge（智慧機械）等兩大功能，在機聯網部分，能即時收集與分析來自設備端的資料，並進行即時的狀態監控分析。如機台即時狀態與生產資訊收集、整體設備效率（OEE）、刀具壽命檢視、警報分析、能源管理、機台程式上/下載等。
[ 加入 CIO Taiwan 官方 LINE 與 Facebook ，與全球 CIO 同步獲取精華見解 ]
以數位化能耗管理系統為例，具設備/系統能耗數位化紀錄與分析功能，藉由此套能源管理系統，讓設備、系統、整線或整廠能耗可視化，有助於落實節能減碳的目標。在單機 VSB 邊緣運算部分，亦能即時收集並分析來自加工機台的數據，並執行台中精機自行開發之 IIoT 軟體，進行即時的狀態監控分析及邊緣運算。
陳家興表示，隨著 AI 演算法日益成熟，我們也開始運用 AI 技術，打造中心機主軸 AI 熱變位補償機制，有助提高設備執行加工過程的穩定性，協助客戶提高產品製作精度。因為，工具機在加工過程中，主軸因高速旋轉會造成發熱，而刀尖會因熱變化產生位置偏移，導致工件產品出現精度誤差，所以希望透過 AI 熱變位補償技術，提升加工穩定性。目前我們與鋁圈製造業者進行小專案進行合作，採用 YOLOv4 演算法 ），共計使用 3,227 張等不同尺寸、造型鋁圈進行 AI 辨識，準確率高達 98% 以上。
擴大 AI 運用範疇 提高智慧工廠價值
在全球吹起 ESG 浪潮下，愈來愈多企業開始關注機台設備的耗電量，台中精機廠也在設計新產品過程中，預先融合 ESG 概念，助客戶實踐減碳的目標。以 VC-AX630 為例，即具備 ECO 電力監視、ECO 等級設定、設備電力分析、刀具負載監視、ECO 電力分析、震盪切削技術、主軸速度振盪、螺桿智慧潤滑、機台熱溫補技術等。
陳家興指出，台中精機廠在中長期發展策略部分，未來預計引進 AI 技術，擴大智慧工廠的營運價值。所以在未來產品開發目標，將推出搭載 AI / 未來通訊技術（5G+TSN 或 OPC UA+TSN），以及協作機器人應用工具。預計將具備即時性、高穩定/高可靠性、高速流量資料、抗干擾性等特色。
在台中精機廠未來規劃中，未來會推出經典、小套、高彈性、高自動化系統對應的產品。至於機聯網部分，該公司已逐步完成收集相關機台資訊、統計與分析、運用 AI 演算法等功能，未來預計投入預測診斷系統開發、機台自適應能力等，強化公司在全球市場的競爭力。
(本文授權非營利轉載，請註明出處：CIO Taiwan)
