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漢翔航空工業研發長吳天勝

因勢利導 漢翔邁向工業4.0

因應國際製造版圖變化,漢翔航空從2016年初即開始啟動升級至工業4.0策略,讓傳統生產設備升級至智慧化,有助於強化在國際市場的競爭力。
採訪/施鑫澤、林裕洋 文/林裕洋


自從德國政府在2013年喊出引進資通訊科技的方式,協助中小企業建構虛實整合生產環境的工業4.0策略後,隨即引起世界主要製造業國家的仿效。如中國政府推動中國製造2025的策略,即期盼強化製造業的競爭力,達成在2025年進入世界製造強國的目標。而台灣亦先後推動生產力4.0、智慧機械、創新產業5+2,亦希望融入台灣擅長的資通訊科技,藉此達到帶動產業升級的目的。
歷經全球各國多年努力,德國西門子公司曾在公開場合分享,以工業4.0打造全自動無人工廠的心得,而德國賓士汽車也多次闡述產線升級之後,該公司已能依照消費者訂單要求,客製化生產各種車輛。前述種種案例,讓人不僅懷疑向來步調緩慢的台灣製造業,是否對投資新科技依然裹足不前,其實不少台灣企業在國際市場壓力下,早已默默升級生產設備,如漢翔航空在2016年初邁向工業4.0之路。
漢翔航空工業研發長吳天勝說,漢翔航空推動工業4.0起因,是因為公司感受到國際航空製造版圖的快速變化,先是許多製造業將製造基地遷往人工成本更低的東南亞,而歐美政府為解決失業率居高不下的問題,亦積極拉攏高階製造業回國。為此,漢翔廖榮鑫董事長2015年8月即宣佈開始推動工業4.0策略,讓傳統生產設備升級至智慧化,截至目前整體成果非常不錯,許多前來參觀的國際大廠都感到不可思議,也讓公司累積寶貴技術能量與資源,能與既有客戶保持緊密的合作關係。

因應國際潮流 漢翔推動工業4.0

從傳統軍用飛機製造起家的漢翔航空,曾參與生產多款戰鬥飛行器的製造,並自行研製完成介壽號58架、中興號52架、中運機1架及自強號63架教練機及雷鳴號攻擊機2架、IDF經國號戰機等。隨著工作任務改變,漢翔航空在2014年8月21日改制成為民營公司,為求在競爭激烈的全球航空產業勝出,該公司進一步在2016年6月2日成立「臺灣航太產業A-Team 4.0聯盟」,結合國內原物料、機械設備、生產製造、物流運輸,銀行業者與學研單位等,期以「精實體質、提升競爭」的理念,運用「異業結盟、同業整合」的模式,是成為國際航太大廠的Tier 1供應商。
航太工業被歸類於極為機密的尖端科技產業,但在各項元件設計與生產過程中,仍然得仰賴多種傳統工具機台協助,才能製造出高精密、高品質的航太元件。如同多數製造業般,過去漢翔航空在高雄、台中的生產基地中,各類生產設備都是獨立運作,且機台維護工作都得仰賴經驗豐富的維修人員協助,維持生產線的穩定運作。只是漢翔航空承接來自美國、加拿大、歐洲、日本等業者的訂單,產品涵蓋民用航空的飛機、直昇機製造,因此當產線因應訂單需求改變時,就得快速重新調整生產流程,若不引進智慧製造模式,恐怕難以因應其他對手的競爭。
吳天勝指出,前述工作狀態,亦是傳統製造業經常見到的情境,儘管短時間不會影響漢翔航空的營運,但是鑑於全球合作夥伴都在積極改善製造流程,引進工業4.0製造概念,若不儘早因應趨勢改變,最終將面臨被市場淘汰的命運。以前述機台維護工作為例,若經驗豐富的維修人員退休,且沒有適時將經驗傳承給後續接手的同仁,那恐怕會影響到生產流程的穩定性。其次,產線若無法自動調整生產流程,背後也代表漢翔生產成本將無法有效再降低,長久下來勢必會影響到整體競爭力,也促使漢翔航空決定啟動工業4.0的升級計畫。

多元管道齊下 舊設備升級智慧化

在消費者需求轉變快速的下,工業4.0因訴求可透過設備之間的串連,讓生產線具備少量多樣的生產能力,並且可在無需停機的狀況下,快速改變原料配製狀態以生產消費者所需的商品。而在各方業者爭相同投入之下,目前市面上有眾多針對工業4.0解決方案,可讓企業打造符合工業4.0標準的新世代廠房,只是在考量投資成本的狀況下,多數企業傾向將生產設備從工業3.0升級到工業4.0,因此漢翔航空也優先從改善既有生產線著手。
市面上發展工業4.0的方式非常多,漢翔航空選擇參酌在美國白宮擔任虛實整合系統顧問-李傑,其所提出的6M+6C概念,即Model、Measurement、Method、Machine、Material、維護Maintenance、Content、Cyber、Cloud、Connection、Community、Customization,將製造流程從智慧化機台、、智慧化製造,以及智慧化管理三個面向發展。機臺設備向來是公司重要的資產,但傳統設備只能依照指令自動生產商品,根本無法符合工業4.0需求,為此漢翔航空資訊處帶頭與生產設備廠商合作,將傳統生產設備使其具備連網、資料交換的能力。
吳天勝指出,機臺智慧化是非常複雜且困難的工作,若既有設備製造商沒有相關解決方案時,資訊處就必須在原廠協助下,自行開發可擷取生產資料的軟體。至於部分使用年限較久,且無法主動拋出生產資料的設備,我們則採用外掛高解析度攝影機的方案,藉此在生產過程可收集並確認資料的正確性,達到降低原料浪費、生產失敗的目標。

虛實整合系統協助 提高產品良率與品質

工業4.0之所以吸引製造業關注的另個主因,即是可藉虛實整合系統(Cybr Physical System,CPS)協助,在新產品正是製造前進行生產模擬,預先找出製造過程中可能面臨的問題,便於提早進行修正與改善,達到降低生產成本與提高良率的目的。漢翔航空主要負責設計跟製造的飛機零組件,產品價格非常高、亦要求高精密性,若無法預先規劃最佳生產流程,事後改善工作勢必得付出極大的成本,也會影響到航空零組件的品質。
換句話說,漢翔航空推動製造智慧化的目的,即是希望藉由數位模擬的協助,便於製造前模擬新產品或零組件在製造前,藉由模擬軟體協助確認產品問題,同時規劃一套更完善的生產流程。此外,生產線同仁也能視覺化工具的協助下,同步確認生產過程是否有需要改善之處,避免發生日後調整生產流程的困擾。
「儘管在設計軟體技術大幅進步下,所有零件在正式生產前都進行模擬,但光是這樣仍然無法迎合公司需求。」吳天勝指出:「在資訊處跟生產單位的通力合作下,我們導入數位組裝的概念,以確認零件設計、生產製造流程等,是否存在未知的有問題,搭配前述智慧機具設備的協助,有助於降低不良品的機率。」
此外,推動團隊也在升級智慧製造過程中,同步收集各智慧設備產生的生產資訊,藉此作為改善設備量測精準度之用,除有助於確保機臺設備的運作穩定度之外,亦可達到預測產品品質的目的,讓漢翔航空競爭力得以提升。

借重iAIDC平臺儀表板 掌握生產設備現況

誠如前述,漢翔航空與多家國際航空大廠有非常緊密合作關係,主要承接來自波音、空中巴士、奇異、三菱等業者訂單,並負責台灣軍方戰機升級、維修與新款教練機的研發工作,往往得在不同生產基地中處理多種專案。早期漢翔航空要應付多樣化訂單需求,只得仰賴專案人員調配生產流程,避免因為各單位溝通不良關係,出現原料浪費或不良品的窘境,但此種方法已不足滿足智慧製造的潮流。
因此,當漢翔航空完成機臺智慧化、智慧化製造工作之後,推動團隊也自行開發可管理所有設備的iAIDC平臺儀表板,將原本獨立運作的生產設備串連,以便能夠因應專案需求調整生產模式,以及精準監控生產流程。如此一來,該公司除可讓各生產機台上的原料種類,均能符合同個專案需求外,現場人員也依照專案要求調整工法,確保產品品質能夠符合廠商要求。
吳天勝說,目前我們已將台中、高雄等地的生產設備串連,並且將生產資訊傳送到公司內部私有雲平台上,讓生產單位可以透過iAIDC平臺掌握零件、產線狀況,乃至於機台運作效率與健康狀況,確保專案能夠如期完成。此外,藉由巨量資料分析工具協助,我們還能排定設備的保養時間,避免影響到專案生產進度與效率,對強化公司競爭力帶來極大幫助。

強化運用巨量資料能量 邁向下階段智慧製造

隨著推動工業4.0第一階段的工作完成之後,漢翔航空在專案達成率大幅提高之外,也邀請前述合作夥伴到產線參觀,也立即引起國際航空公司的興趣,期盼借重該公司經驗與技術能力,提升自身生產基地同步邁向智慧製造。此舉證明,台灣資通訊、工具機、工業電腦等產業,早已具備輸出智慧製造或工業4.0的能力,因此各產業應該積極借重台灣產業的能量,投入優化傳統生產線的工作,才能在全世界投入智慧製造的趨勢中,奠定在該產業的長遠競爭力。
吳天勝表示,隨著升級工業4.0的第一階段完成,推動團隊下個階段的工作,即是招攬熟悉巨量資料的人才,達到優化生產流程的目標。現今漢翔航空已具備收集大量生產資訊的能力,未來希望透過專業資料分析人才與產線人員攜手合作,讓寶貴資料能夠獲得進一步利用,讓智慧工廠效益能再升級,成為台灣打造航太工業4.0的典範。                                
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