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工具機內外換血 盼造兆元產業
TIMTOS會後報導》

【作者: 陳念舜】   2017年03月16日 星期四

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回顧近2年供過於求的全球機械業市場,在經過農曆年後的第一個國際大展(TIMTOS),就迎來好消息。不僅因為供給端盤整後汰弱留強,消費端也紛紛進行汰舊換新、回補庫存,要求更高品質及可靠度,觸動了高階工具機與自動化生產線設備的龐大採購需求,讓今年傳統1~2月的淡季不淡。預估2017年台灣工具機業產值將成長5~10%,達到約1,200億元,帶動精密機械業產值第九度叩關「第三兆元產業」。但在追逐規模經濟之餘,還應省思這10年來工具機產業換血轉骨的得與失,才能在未來推動智慧機械產業時,可真正連結國際、連結在地,邁向工業4.0時代。


M-Team連結在地 強化對外競爭力


圖1
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其中有所「得」的,或許是在今年TIMTOS展覽會場上,已可見到因2006年國際原物料價格高漲、競爭加劇,促使台中精機與永進機械兩家中心廠商仿自行車業A-Team作法,與20餘家零組件衛星廠商協力組成M-Team聯盟。不僅全面導入豐田式TPS管理精髓,建構品質、交期和成本全面改善的新營運模式持續有成,2011年起更加入了台灣麗馳、百德及近50家協力廠商。


身為M-Team創始成員之一的台中精機,在今年也充分發揮與台灣機械業內需市場長期緊密合作的特色,不僅同樣早已開發出多條Turnkey高效能自動化生產線,涵括8~9成的金屬加工應用範圍,以滿足不同產業加工用戶需求。其有別於其他工具機同業推出各產業專用Turnkey整線輸出設備,率先發表針對廠內泛用機標準的智能化V4.0自動生產系統,可分拆銷售給規模大小不一的客戶,區隔不同定義市場,以提供台灣客戶經濟實惠的工業4.0解決方案;進而透過內部成立的「顧客創值應用中心」深入瞭解,並協助客戶整合加值。



圖2
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強調未來台中精機將從兩方面扶植台灣中小企業:1.技術面,協助規劃並提供高階複合機種,以取代多部低效率舊機;甚至協助客戶產品試打樣、移轉整套模/夾治具技術,共同爭取訂單。2.管理面,因應有些客戶二代不願接班,台中精機也陸續成立薪火相傳、二代客戶聯誼會,邀請到自有加工廠觀摩,分享與老臣溝通經驗;並協助整頓環境、吸引人才。


於今年TIMTOS特別展出了4套高效能自動化加工生產線,分別為:1.高效能單機自動化;2.高效能自動化加工系統搭載機外量測及誤差補償;3.區域型肘節式機器人彈性加工單元;4.6軸關節型機器人自動化系統。同時發表新款銑車複合機,強調能讓加工用戶在單一機台內完成所有加工程序,並在外型設計上加入美學元素,看來就像是特大號的iPhone,堪稱為工藝精品。


永進機械指出,工業4.0對於工具機產業其實並非劇變,畢竟所有數據、感測器本就存在於機器,只是還須蒐集利用,讓管理者更容易得知機器產能。因此在今年TIMTOS特別展示最新物聯網IoT解決方案i-Direct遠端監控系統,能連線廠內所有設備與各種CNC控制器類型,讓工廠管理者監控設備總合效率(OEE)等有意義的數據,以立即判斷生產過程中的問題點,連線ERP;結合自製「iPros MX智能化生產作業系統」,監控設備的健康狀況,預診主軸和軸向系統壽命,從而提前保養,自動優化加工效率;透過智能化操作系統的多項APP軟體功能,達到高效率、高複雜加工。最終幫助客戶提高產能、縮短開發時程,提高企業競爭力,呈現軟硬體虛實整合的機台設計概念。



圖3
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且持續開發多軸、高精度機台,整合零組件與夾治具、軟體開發,打造能讓使用者「開箱即用」的解決方案。今年還以智慧五軸銑車複合加工機,參與了TIMTOS「研究發展創新產品」競賽,因建構自製高階五軸控制器突破歐日系大廠壟斷,並展現出複合化與智慧自動化的生產概念,目前共有6項正申請中的專利精進機台性能,結構、精度與品質都在水準之上,已成功在美國市場售出50台,勇奪今年最高榮譽特優獎。


目前接手M-Team聯盟推動委員會的主導廠商台灣麗馳科技則認為,工業4.0只是從工業3.0水到渠成而來,該公司也自2年前便著手成立創新研究所,重新對外招募人才,期望強化基礎研究,要比研發單位更領先開發未來2~3年新機所需軟體與模組,從單機智能化開始,讓機器有知覺;在廠內物端、私有雲便即時解決一部份問題,將在今年底發表成果。


同時在TIMTOS展出4款五軸與複合加工機,並搭載首度在海外地區展出的日本三菱公司最高階五軸控制器,呼應「五軸複合化」、「複合五軸化」、「單機自動化」主題。其中多工站多刀倉的五軸機單機自動化產品,既可進行少量多樣、高效率、高複雜度與混線連續自動生產,提高生產效率;並利用具有車削功能的五軸加工機,形成高階銑車複合加工機種,滿足客戶對於高精度與高複雜度的加工需求;自主開發的TM系列車銑複合加工機,還首度搭載車銑專用CAD/CAM軟體,展現高精度與高效率的卓越加工性能。且與研華寶元合作發表「雲端監控系統」,能將展場內的4台高階機種連網,進行生產管理與遠端監控管理。


歐系基因注入 啟動產業鏈換血

有所失的,可能就是在2008年首度扣關「兆元產業」時,提出在2010年建立10家年產值百億元以上的旗艦級工具機大廠的目標,則始終未見實現。至今唯有友嘉集團藉著不斷併購德、義、日、韓等多家工具機大廠,合併年營收始突破百億大關。



圖4
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在今年TIMTOS共發表8部熱門機種,包括首度在台灣亮相的瑞士Pfiffner子公司多軸轉盤加工機,以及與義大利SIGMA合作開發的航太級五軸加工機;友嘉實業的立式五軸綜合加工中心機、台灣麗偉開發的自動化彈性智慧生產線,皆榮獲TIMTOS「研究發展創新產品」競賽佳作獎。並展出6條智慧機械自動化生產示範線與友嘉工業4.0主題館,涵括航太、汽車、能源、軌道運輸、智慧製造等不同領域,尤其首度展出跨足到生技業的3D齒雕解決方案,更令外界耳目一新。


最具指標性,與達梭系統、HTC合作的VR/AR應用解決方案也有新進展,不僅能讓客戶在建廠規劃時,便透過虛擬工廠模擬體驗智慧工廠Turnkey解決方案,今年甚至可直接在設計端電腦前就即時體驗,不必等待往復轉檔輸出、修改時間。且還設立智慧工廠戰情室,可即時連線監控旗下歐洲及日本、台灣及大陸杭州等地工廠;進而將必要資訊上傳至與遠傳電信和微軟合作的「萬機聯網雲端圖控系統」平台,使高階主管輕易掌控全球工廠狀況。


有別於台灣中小企業視併購驅動成長為畏途,國際工具機大廠則對此相當嫻熟。德國DMG、日本MORISEIKI兩大集團也在2009年強強合併。直到今年TIMTOS,集雙方傾力開發的CELOS控制器已是進軍工業4.0的利器,可結合機台及關鍵零組件上安裝sensor,監控所有加工中過程,並持續更新版本及擴大現有26個Apps軟體應用領域,可進行主軸、刀具預診及稼動率管理。



圖5
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現場同時展示多款在台熱銷的五軸、車銑複合機種,均採取簡約外型設計,以縮減占地空間,方便搭配週邊自動化系統;前後兩者的B/C軸分別採用預壓齒輪或DD馬達驅動,各擁有高速、高精度及剛性佳優勢;以及搭載五軸光學尺回饋及3D-quickset自動校正功能,經檢測防止五軸同動時干涉、碰撞。


DMG MORI認為,台灣工具機廠商欲邁向工業4.0應先從單機開始,逐步配合系統整合發展,適逢歐元眨值、台幣強勢,建議台廠應勇於採用進口設備,加速連結國際。且DMG MORI因同時擁有德、日系企業厚實研發能量的優勢,不僅可協助客戶透過CELOS,蒐集機台相關加工參數;再經歐、日系標準化介面,與上層自動化、ERP、CAD/CAM等系統連線並模擬,逐漸形成未來機構拓樸設計的標準。


代理瑞士Fritz Studer AG、美國Drake製造服務公司等國際知名研磨工具機大廠的大昌華嘉集團,也在今年TIMTOS發表所引進的一系列新型內外圓磨床。除前者擁有優異的加工性能、精度與穩定性外,更具備符合人機友善工程要求的設計方案、操作便利靈活性等特色,包括配備了StuderWIN軟體的一鍵式快速對刀功能選項,安裝了一個堅固且操作方便的中心架,方便快速更換砂輪,並確保操作易懂和正確,得以實現高效加工,縮短換裝和調整時間,以及工件檢查時的安全性及流程管理,守護操作人員的長期健康。


後者也提供分別在內/外徑螺紋摩床,都具備先進設計與研磨技術。Drake製造服務公司表示,該公司自35年於美國從整修及改裝機器的小型企業起家,2004年始正式組裝、對外銷售機台,約60%用於研磨汽機車和機械業螺帽、螺桿、轉子元件等內/外螺紋加工應用。其主要利用自家線性馬達及滑軌優勢,搭配FANUC控制器,提供最大加速能力和精確的輪廓加工能力;加上海德漢高精度的封閉迴路回饋光學尺,解析度可達0.05μm。



圖6
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目前除了自主開發的工件智能軟體,可透過菜單式螢幕直接驅動,簡化及確保設定的準確性,操作者只須在控制器設定零組件加工參數,無須編程技術,也能順利量產,現也投入整合不同地區使用者的連線介面,以跟進工業4.0趨勢。約從4~5年前開始與大昌華嘉在台灣市場合作,未來也將循此擴大在全球性的技術支援。


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