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国家队成军 CNC攻进航太领域
 

【作者: 陳念舜】2017年06月22日 星期四

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两岸洽签ECFA後续货贸协议仍遥遥无期,原先期待透过早收清单里的「特殊原产地规则(PSR)」规范,促使台制CNC数控系统於5年内提升在数控车床市场占有率的的效果也成泡影。自2016年起,台湾产制数控车床若未使用两岸其中一地生产的控制器,销往大陆将恢复课徵9.7%进囗关税。因为目前综合加工中心机与车床仍属工具机产业最重要,且占出囗最大宗机种,包括台中精机、程泰及台湾??泽科技等车床大厂均已纷纷宣告提升大陆厂区产能,部分机型将不在台湾生产,改在当地制造;或改以空机销往大陆,再装配北京FANUC产制提供控制器,直接出货给大陆客户。



图一
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然而,为呼应台湾迎合工业4.0的国际潮流所趋,仍须有高阶制造设备为後盾,并以CNC工具机为核心。前政府也在临终之际,推出生产力4.0科技方案,企图囊括制造业、商业、农业领域升级,工具机所属的机械设备更名列前7大优先推动产业之一。透过物联网将生产系统资讯化,并延伸到机台端形成机联网;再经由系统管理、巨量资料(制造+服务)技术和精实管理,达成联网服务制造系统的创新营运模式,持续精进。最终结合德国工业4.0网宇实体(CPS)、美国AMP强调资通讯加值服务优势及精实管理,带动台湾精密机械业全面升级为智慧化。


新政府则在「智慧机械」领域,提出将以中部地区既有的精密机械产业基础为核心,打造出研发与制造重镇的「智慧机械之都」,成为全球第5大生产国、第3大出囗国;进而透过类主权基金辅导业者自主研发或并购,取得目前欠缺的关键技术,组成众多国家队之一。依拓??产业研究所估计,2015年台湾工具机产业产值为44.9亿美元,位居全球第7。除了可在智慧机器人或先进加(积层)/减法复合制造享有优势外,还能受惠於航太、潜舰、医材、风机、3C产品等加工需求带动,预估2020年产值可达69.1亿美元。


打造智慧机械之都 大厂设立4.0示范产线


台中精机2016年6月份於台中精密机械科技创新园区动土兴建的上万坪「V4.0智慧机械专业制造厂」,以高洁净、高精密与高节能效益的规格标准进行设计,做为工业4.0的示范生产工厂为目标,含土地、厂房与自欧美日引进最先进的智慧机械制造设备,投入的总金额将高达30亿元,为台湾精密机械业近来最大宗的投资案,新厂预计最快在2018年下半年完工投产,主要生产项目包括高阶CNC车床、综合加工机与工业4.0自动化生产线等,年产值拟向60亿元大关挑战。


和大集团董事长沈国荣第一条智慧自动化生产线也将落脚嘉义大埔美园区新厂,强调会是台湾第一条符合工业4.0的汽车零组件生产线,连同厂房设备及土地,共投资约20亿元。标榜各生产机台可以自动化连线与检测,达到「M2M(机械与机械对话)」的功能,并透过机器人简化及加速各机台的作业程序。让过去传统的生产线平均一条约需22名蓝领作业员,未来将只需要3个人就够了;但原本一条产线配置一名高阶工程师,则将增至3人。目前已开始装机,主要设备多由集团另一家高锋共同研发及生产供应;初期2条智慧自动化产线预计6月投产,并采边生产边测试的作业模式,以0.5~1年时间完成测试。


智慧机械国家队成军 聚焦6大面向升级


PMC精密机械研究发展中心计画企管室??主任詹子奇则表示,精密机械产业既结合资通讯、机电的跨系统整合技术科技产业,属具有高度产业关联性、高附加价值的技术密集基础产业;与全球景气连动度高,为工业发展支柱。台湾精密机械产业则可归功於控制器、主轴系统、刀库系统、进给及定位系统、机台结构、智慧加值软体等关键零组件群聚完整,但自主开发能力还待政府及研究法人协助加强,才能兼顾品质、成本的竞争力打世界杯。


詹子奇进一步分析现今全球机械设备发展趋势,从市场面来看终端市场需求,汽车零组件、模具产业仍占工具机应用约40%、航太业15%、其他零组件加工约30%。但随着3C、汽车、航太、能源及生医5大终端应用领域的新加工零件需求增加,却正面临从精密机械向智慧机械转型的关键,以符合未来政策走向,直接生产客户所需产品,且很容易就能上手操作。


须迎合工业4.0趋势,以专用、服务化产品抢占市场;逐渐从单机销售转变成为系统化整线整厂Turnkey规划销售,营运模式改成群体战,如日制同级设备硬体价格就比台湾单机售价高4倍。从技术面观察新材料加工技术,让复合材料、镍及??合金被广泛开发与使用,对应到新型态加工方式,以产品同步提升机器价值;整合资讯化、智慧化技术,提升既有技术层级,如高速化、高精度、复合化及多功能化。


针对智慧机械产业未来发展,他认为应聚焦於:1.发展核心技术,辅导厂商开发零组件技术或整机系统;2.国内外跨域合作,包括利用工业合作资源,争取国际订单,在国内成立AIM、VIM等联盟;3.人才培育,整合政府资源,落实产学合作;4.精实管理,建立航太与汽车产业2条精实管理供应链,并办理教育训练;5.提升产品附加价值,分为单机智慧化或整线销售;6.产业聚落升级转型,建立高阶产品,并建构制程整合供应链。


詹子奇强调,「智慧制造」、「物联网」是推动生产力4.0必然要件,「机联网」是物联网重要一环。台湾工具机及零组件产业基础稳固、资通讯产业发达,宜面对全球发展趋势,挑战更上层楼。未来透过发展智慧机械,提升台湾精密机械附加价值,并对准航太、汽车产业需求,建立整线输出能量;推动工具机产业与航太及汽车零组件加工业者合作,建立高阶产品及制程整合供应链体系。


搭载PC+NC架构 晋升高值应用领域


对於工具机常年受外商把持的CNC数控系统,则可藉此晋升高值应用领域契机,扩大导入PC+NC架构。受惠於国际工业4.0潮流,已让部份欧日系品牌CNC控制器厂开始在机器上新增可连结PC功能,只要按下单键就能将控制器萤幕切换成PC画面。也就是让工具机厂在CNC控制器的客制化介面中,除了开发人机介面,并利用PC-NC架构的PC开发客制化功能外,还多了CNC+PC的选项,可让工具机厂(Maker)选择最适合使用端(User)的模式来开发客制化介面。


目前如东台精机集团便积极朝「机联网」方向规划,其智能战略方案就像章鱼有2套神经系统、3颗心脏、5亿个感测元件与7手8脚。将数控系统(大脑)都赋予NC+PC架构,形成智慧工厂的基本架构,确保未来不再受制於CNC控制器。同时诉求以客户需求为导向,建置整合性平台,从模拟技术开始到创造智慧产线,乃至智能工厂的数位整合,都是未来发展的方向。除了东台技术应用中心(TTAC)未来将发挥更多功能,2008年推出东台智能制造系统(TIMS-Tongtai Intelligence Manufacturing System),则如心脏,可在多功能复合平台上整合多工序、CNC+机器人+雷射、超音波与积层制造,分为生产管理、智能监控、刀具管理及工件管理4大管理功能,皆是为了协助客户提升竞争力,与客户共创双赢。


程泰机械所规划的智慧工厂则能聪明地执行工作、正确搜集/上传数据、准确预测故障。商品化软体共纳入G.LINC 350智能化系统,系由高阶软、硬体及自制感测元件,取消不必要功能,让价格仅须外购感测器1/5,不怕垫高机器售价,上市3年来已卖出百馀套;G.NET II远端监控系统可供现场上传资讯到办公室监督决策、上传云端,再经实验产生Big Data、Apps,解决难切削材等问题;SVI加工模拟系统,能应付订单变动,预测加工时间及排程;最终加入自动化系统,直接生产客户所需产品,加工精度、稳定度、效率堪比日、韩。


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