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智慧製造.綠色產業 台灣工具機產業優勢

工業式機械手,在自動化、節省人力的功能上,扮演重要角色。

工業式機械手,在自動化、節省人力的功能上,扮演重要角色。
 

2023年全球首發國際性工具機大展的「台北國際工具機展」(TIMTOS),台灣端出了自動化、智慧化、零碳化等解決方案,展現工具機優化創新的趨勢。

目前台灣的製鞋機械出口全球排名第二、工具機與塑橡膠機械出口全球排名第五、紡織機械與半導體設備出口全球第六名。作為世界知名的精密機械製造國家,「台灣出品不只是性價比高、24小時on call服務好,而是能夠與客戶一起解決現在與未來會面對的問題,實現下一代的產品。」台灣機械工業同業公會秘書長許文通,點出2023台北國際工具機展共通的亮點。

 

自2019年躍上全球規模第三大的台北國際工具機展,2023年3月在台北登場,6,200個參展攤位吸引6000多位海外買主前來,直逼疫情前的規模,成交訂單上看20億美元。

全球第三大工具機友嘉集團展出可以擴充至12個以上工作站的機台,強調只要一個師傅,可以一人顧三台機器;還有一台8.8秒即可以生產一個電動車零件的轉盤式多軸加工機,被業者稱為「印鈔機」。

標榜「數位」與「零碳」雙軸轉型的東台集團,在數位展覽館中展出透過數位打樣的機台,加工前輸出模擬的影片,客戶在遠端可以線上下訂。從每個加工單元、單機到整組產線,都可以運用「數位雙胞」的模擬技術,真正做到虛實整合,展現機、電與軟體的整合實力。

百德機械推出加工機碳排計算系統,成為工具機的標準配備,考量工具機加工時的各種參數,一併計算出碳排量,因應客戶未來可能需要計算每個零組件的碳排量,可以幫助客戶產品取得碳足跡或是進行低碳加工生產。

台灣大學機械學系特聘教授覺文郁認為,這些讓人眼睛為之一亮的產品設計,說明台灣工具機產業有能力脫胎換骨,提供智慧製造、數位轉型與低碳永續的加值性服務。
 

機械公會秘書長許文通認為,台灣發展智慧機械,從客戶的需求提供解決的方案。

機械公會秘書長許文通認為,台灣發展智慧機械,從客戶的需求提供解決的方案。
 

智慧製造是台灣的機會

根據台灣機械工業同業公會(以下簡稱「機械公會」)統計,台灣機械業產值自2017年達到新台幣1.1兆元,是繼半導體與顯示器,台灣第三個達到兆元的產業。機械業產值與出口金額逐年成長,2022年再創新高,產值達1.45兆;出口金額在2022年達348億美元,與2007年的154億美元相比,成長2.26倍。

秘書長許文通認為,關鍵因素就是公會配合政府,自2016年開始推動發展智慧機械產業。「台灣在全球具有競爭力的精密機械,結合領先全球的資通訊產業,給予台灣發展智慧機械的契機,也是台灣的優勢。」

工業4.0強調智慧製造,智慧化機械是實現智慧製造的關鍵核心,許文通解釋,只要是製造工廠就有設備需求,智慧機械可以解決製造業所共同面臨人力短缺、產品生命周期縮短的問題。從2023年「工具機研究發展創新產品競賽」得獎的作品可以看出,幾乎每一台都聯網連線,不論是控制或是應用服務的智慧化,可以用更少的人力達到更好的生產效率,解決了製造業招工困難、師傅老化的問題。

以獲得車床類優等獎的程泰機械五軸複合機為例,整合車削、銑削、滾齒等多種加工製程,一機多用,擁有強悍的重切削能力,並且能夠實現各種複雜型態工件的切削成型,展場中貼出已得到漢翔工業、宇隆科技訂單的告示,昭示這台五軸機可以生產航太、電動車等複雜工件的市場價值。

自許為「金屬切削解決方案提供者」的東台集團,設計自主移動機器人AMR來上下料,並且預先模擬切削複合的工序,可能遇到的每個困難點,在自動化過程,針對加工不良、刀尖殘屑問題提出解決方案。東台智慧技術本部協理曾文鵬指出,車銑的複合,在第一工序與第二工序之間自動交換,並且計算最佳生產節拍,亦呈現工具機從過去大量製造走向現在更彈性、智慧製造的趨勢。

邁向工業4.0,韌性轉型

曾任工研院機械與機電系統研究所組長的許文通強調,台灣的工具機業者不只賣設備,現在賣的是完整的解決方案(total solution)。以製鞋、紡織機械為例,能夠事先考慮上游設計師推出功能型、環保型、機能型的方案,再做出設備,讓客戶覺得,不只是買設備,也買價值。

十分熟悉全球工具機產業生態的覺文郁亦發現,台灣機械設備製造商透過成立新創公司來創新,切入系統整合(SI)的利基市場,對應終端客戶的需求,例如近70年歷史的老牌工具機大廠永進機械成立達易智造,台灣CNC控制器大廠新代科技成立聯達智能,一次滿足製造業各式轉型需求。

新代科技總經理蔡尤鏗接受「製造癮」Podcast節目中指出,用機器手臂運作的生產單元,在設計上,考慮到模組化、標準化,就像堆積木的架構,例如可以依據水龍頭、閥門等水五金進行金屬切削、加工等需求,來組建產線或是進行系統整合,達到低成本又快速生產的目標。

航太、電動車(新能源車)配件需要更高品質與穩定度的零組件,許文通認為,在漢翔、鴻海電動車開放平台「MIH聯盟」的帶動下,以國家隊的概念,讓台灣工具機大廠陸續打入全球航太、電動車等相關供應鏈體系。

工具機應用有40%在車輛,雖然燃油車市場縮小,往年做變速箱、引擎,現在轉型做發電機機殼、減速機、電池盒,更需要提供total solution,來因應市場競爭,或是轉型做半導體加工設備。

許文通認為,台灣一萬多家的機械廠大多屬於中小企業,具有高度的韌性與彈性,因應新興市場的需求來轉型。透過大廠「以大帶小」、示範觀摩,只要老闆決定轉型,要做就可以做,例如紡織機械業推動通訊介面標準化,或是聯合行銷,共同打國際市場。

這幾年,台灣工具機業者以台灣聚落的概念至國外參展,設置國家館,藉此吸引國際買家到台灣採購時,就能感受到台灣資通訊、精密機械、加工技術很強,聚落又集中,各式供應鏈都有,從控制器到加工機械,從北到南,只要花一、兩天,可以把想要的設備找齊,讓買家留下深刻的印象。
 

2023台北國際工具機展呈現智慧化、自動化、複合化的趨勢。

2023台北國際工具機展呈現智慧化、自動化、複合化的趨勢。
 

節能減碳.綠色供應鏈

因應全球2050淨零目標,許文通認為台灣各工具機廠商從生產設計、能源管理與生產效率等方面,來思考節能減碳的方案與應用,已經遍地開花。

從設計上來達到節能效果,例如成型機械廠商協易、金豐,利用全電系統取代油壓系統,使設備的耗電量大幅下降。又如鳳記國際的押出機、中空成形機,新設備在同樣的產能下,可以節能超過40%,除了購買新設備,或是協助客戶舊機更新,花更少的費用達到節能效果,符合循環經濟、減少浪費的理念。

所謂節省耗電量,就是節省碳排量,台中精機運用震盪取代高壓切削的變頻智慧螺桿,即是用新技術達到節省58%耗電量的目的。

上銀科技推出的「潛水式高速迴轉工作台」,不只在精度、轉速、輕量化可以銜接未來產業需求,獲得多國專利外,針對馬達做發熱分析,達到省電需求,並且利用演算法,避免緊急停機,加上智慧螺桿,變頻潤滑等智慧設計,提供低碳低耗能的ESG永續方案。

台達用變頻器與智慧電錶,針對油、電、水氣收集數據進行分析,為產品機台設備進行能源管理,達到綠色工具機的成效。

覺文郁認為,從2023台北國際工具機展可以看出,單機智慧化已成標準配備的趨勢;台灣工具機業者切入電動車與航太市場供應鏈,展現韌性製造的實力;還有零組件廠表現更是亮眼,快速回應全球供應鏈重整以及未來碳排的挑戰,在全球化的趨勢中,站上領先的地位。

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