製造搜查線: 粉末冶金、鏈條、熱處理廠與他們的數位轉型

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近年「傳產數位轉型」議題正熱,在工業 4.0 的趨勢下,智慧工廠成為很多產業都共同努力的目標,但勞力、技術密集的製造業,並不是買了機械手臂就可以達成自動化,在自動化前,必須要找出許多工廠運作和人力經驗的關鍵因素,轉化爲可應用的大數據,才能真正走向自動化和智慧化。

這次,小編正好有機會一路南下探訪金屬製造業者,來看看以勞力密集、金屬零配件生產的企業,數位轉型都在做些什麼吧!

大亞鏈條

第一站來到台灣歷史最悠久的鏈條廠 – 大亞鏈條,過去鏈條是很傳統的黑手加工業,也因爲傳統工業毛利相當低,大亞鏈條很早就布局高階產品,加上近年電動自行車 E-Bike 快速成長,它所用鏈條是高品質要求的高毛利產品市場,全球有能力生產的廠商屈指可數,讓大亞快速切入這個市場中。

走進廠內,一台台機器自動化不間斷的生產,滿滿的物料與成品、出貨的卡車不斷進出…,看似簡單的鏈條產品,其實細節真的很多!

大亞鏈條工廠

像是 DHT 熱處理硬化技術、塗層硬化技術的差別,可以讓鏈條具備自潤性,提升每一次踩踏穩定的輸出效率、換檔準確性、耐用性等,這些專利技術讓他們的產品在國際市場上深受歡迎。

大亞鏈條手工製程

廠內導入一條高階精品生產線作為示範產線,材料跟成品都已經導入條碼系統,透過 Qrcode 可免除人工輸入,資料直接串接 ERP 庫存管理。

雖然技術強,但這種精品產品最麻煩的就是少量多樣,品質要求又很高。以鏈條的生產來說,物料雖相對單純,在原料端原只分成 70 項,但一路從胚料、半成品到最後成品就會擴張到 2,000 多個品項,再加上國際原料成本浮動、難以掌握計畫性的備料,從物料到現場加工的控管,對身為許多國際大廠供應鏈的大亞來說就變得非常重要。

大亞鏈條的作法是建立「原料價格決策雲端平台」,把原料的價格波動用 AI 進行數據分析,這樣減少因為計畫性備料造成的浪費問題。

原料價格決策雲端平台
決策雲端平台快速分析價格波動

另外,鏈條製作需要許多人工作業,透過生產管理、智慧排程,把以前所有人工作業都數位化,只要產品出現任何問題,都可以很快找到出錯的源頭。

智慧排程可以透過行動裝置直接了解全廠的製程狀況
智慧排程可以透過行動裝置直接了解全廠的製程狀況

青志金屬

第二站來到苗栗,這裡有個默默耕耘的百億隱形聚落-「粉末冶金」,超過 65% 的粉末冶金廠都在這裡,「青志金屬」正是最早成立的幾家企業之一,位居台灣第 2 大粉末冶金精密零件製造廠。

青志金屬成形機群
成形機群

粉末冶金是利用模具設計、高壓成形、高溫燒結,從粉末材料,快速大量產出金屬關鍵零組件的製程,因爲不需加工切削過程浪費原料,是兼具高節能、低成本、耐久、高精密度等多重優勢的綠色製造技術,製造汽車、五金、電子電機…各項金屬工業都用的到它,可說是和我們生活息息相關。

可製作出精細的金屬零件
可製作出精細的金屬零件

但它是一個技術、資金、勞力、管理都相當密集的產業,因此進入的門檻相當高,以前只要東西有做出來就能賣出去,但隨著市場競爭、青志也不斷在提升技術力,進行產品整合,挑戰更高階、更有獨特性的產品線。

青志金屬機械手臂自動化生產
機械手臂自動化生產

青志很早就導入機械手臂,利用自動化減少人力、增加產值,多台自動化機械一字排開,氣勢相當驚人。除此之外,甚至還有一台超大的德國 1,000 噸成型機,全自動化生產高精度要求的高階零件,如汽車、攝影配件等,像日本車廠引擎傳動零件、德國大廠的風力發電機聯軸器,以及數位單眼相機不銹鋼轉接環,都是青志的主力產品。

製程上其實青志都已經相當完整,但原本也是相當依賴人力,技師的經驗也傳承不易,所以他們也持續導入數位化管理。

首先從設備開始智慧化,像是燒結爐內的各區段在不同時段的溫度都能夠確實監控、紀錄。

接著是建立「數位產品履歷」,廠內在每一個工件上都有獨立 QR Code,經過每個製程時都會掃碼,就能不斷紀錄資訊,出貨前就能輕易透過系統掌握所有的產品狀況,自然就能降低不良率了。

青志金屬燒結爐
燒結爐前有掃碼裝置
自動化生產出的汽車零件

良豐不銹鋼

最後來到位於高雄的良豐不銹鋼,以生產不銹鋼對焊管件為主,主要用在工業和建築管路中。一進廠內就看到兩層樓高的液壓成型機,正在將大型管件彎曲,視覺上相當有魄力。

良豐不銹鋼液壓成型機
廠內一排排的液壓成型機
大型液壓成型機正將管材彎曲
大型液壓成型機正將管材彎曲

不銹鋼有很多種類,這種對焊管件多用「沃斯田鐵系」不銹鋼,具有高的熱膨脹係數( 約為碳鋼的1.5 倍) 和低的熱傳導係數( 約為碳鋼的1/3 ),在製程中經擠壓或彎曲,管件會產生內部應力、結晶大、硬化等,容易產生銲接性熱裂縫,影響管件之機械性質。所以進行「凅融化熱處理」是相當重要的一環!

凅融化爐
放進凅融化爐進行熱處理作業
熱處理過的工件其實外觀看不太出差異,但內在差很大

經過標準熱處理的產品,才不會產生龜裂、腐蝕、洩漏等安全疑慮。但熱處理製程的優劣,很難在第一時間從外觀判斷,所以良豐與金屬中心合作開發 AI 遠端控制紀錄技術以及先進的爐體保溫工程,確保整個製程中每一個工件皆能夠完整且平均的受熱,並設備健康監診與保養預警模組,可使維運人員快速掌握爐體狀況,並提供動態分析及應變建議,讓產能都能一直維持最佳狀態。

監控熱處理中各項數據
監控熱處理中各項數據

成品也都可以追蹤到製造當時的熱處理曲線以及數據,這樣 100% 嚴密的處理程序,符合日本 JIS、美國 ASTM、德國的 TUV 等大型的國際標準規範,也讓良豐的產品穩定的獲得許多國際大廠的愛用。

在熱處理技術的掌握上,良豐廠內的熱處理爐規模,每小時可承載最多 1.5 噸的工件重量,不僅產量大、更以庫存式生產方式,光是儲存倉庫就有 2000 坪,出貨量相當快速穩定。

光是原料管材的數量和體積就很驚人
光是原料管材的數量和體積就很驚人

以傳統產業來說,生產勞力密集、經驗傳承困難、生產管理依賴人工…等,各產業都面臨類似的困境,近年因應世界趨勢,不管是往高階產品市場邁進、或是為了符合國際品牌客戶的要求,數位轉型話題變得越來越熱門。

這次參訪的企業,原先就已有相當厚實的產業基礎,都是台灣的隱形冠軍。即便如此,在導入數位化、智慧化的過程中,不僅是導入技術、買設備這麼簡單,還必須做到整體管理思維和工作流程的轉變,投入相當的心思與決心,才能真正讓數位化不僅流於表面。也期待未來更多不同的傳產轉型成果!

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最後修改日期: 18 10 月, 2022