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嘉義的智慧工廠,如何節省71%人力、打進特斯拉供應鏈?

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嘉義的智慧工廠,如何節省71%人力、打進特斯拉供應鏈?

圖片來源:劉國泰

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嘉義的智慧工廠,如何節省71%人力、打進特斯拉供應鏈?

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帶領和大打入特斯拉核心供應商,和大工業董事長沈國榮設立人工智慧生產線,從汽車零組件傳統製造廠跳升工業4.0無人化生產,當中的生產線架構、人才培育、物流管理到彈性生產,困難重重,但和大堅持走一條不容易的路。

和大工業1966年成立,前期是做摩托車的變速跟引擎,1996年轉型做汽車零組件及傳動系統。2015年,我們發現世界在蛻變,這變化來得非常快。互聯網興起,客製化需求增加,產品壽命持續縮短,客戶突如其來的設計改變,帶給我們很大的衝擊,開始思考如何墊高競爭門檻。

2015年,政府大力推動新南向政策,較前總統李登輝時期更如火如荼地展開。我們到東南亞拜訪泰國、越南與菲律賓等國家,非常驚恐,不只台灣在南向,歐美日韓也在南向。未來5到10年,南向國家的重工業發展將非常快速。10年後,台灣街頭可能再也看不到東南亞來的勞工。

回頭看台灣少子化跟老人化的社會,我們的人力、接單、工廠擴充怎麼辦?

所以和大開始思考德國工業4.0的問題。我們去參訪西門子的無人工廠,一個工廠居然可以做到關燈、無人,這就是競爭力。

籌備工業4.0小組 開始摸石子過河

公司內部開始籌備工業4.0生產小組,經過10個月,每週2次固定會議,逐漸從完全沒概念到找到團隊,大學、工研院、廠商自動化與CPS(網宇實體系統)整合等,陸續到位。

籌設時,老師傅的工匠技藝、精神跟技術也必須放入,作為未來最重要的基礎,變成虛實整合的架構。

這過程當然愈走愈緊張:我們真的適合嗎?

過去的工廠很簡單,老師傅帶工人,組長帶外勞,一個一個教導,一班一班說明,有開關,我們注意SOP是否標準,安全設施是否符合要求。

為了員工安全,現在設備已經有非常安全的防範措施,但還是一大堆狀況,這些在未來的工業4.0會不會發生?制定生產流程時,我們對這個問題做了很多檢討。

但這過程有沒有遇到什麼困難?

從架產線到培育人才 經過無數測試調整

從汽車零件傳統製造廠,跳升到工業4.0無人化的生產,中間是一個非常大的gap(落差),這個gap原以為設備可以解決,等我們裝好設備後發現,事情沒那麼簡單,機器人跟機器人之間怎麼溝通?由機器人操作機器,背後需要更高級的工程師,還要IoT(物聯網)跟雲端數據管理的人才,放眼一看,完全缺乏。

我們一邊摸石過河,一邊請工研院量測中心幫忙,在大專院校培育碩博士生,讓學生到工廠接受訓練、學習養成。

人才培育是工業4.0非常大的問題,工程師的首選是資訊產業,但傳統工廠現在也需要最高端的人才。

我們從碩士班產學合作開始,一進校門就面談、簽約、發獎學金,讓學生週末與寒暑假到工廠實習,第二年到工廠上課也算學分。2016年開始,為捉襟見肘的情況克服一些問題。

把一切交給機器 沒有那麼簡單

從生產線架構、人才培育到快速回應客戶、管理物流與彈性生產,這過程產生更大的問題。例如,生產設備測試ok,實際運作卻整條生產線停掉,找到哪個環境出錯20分鐘後,第三台機器又不聽話,機器手臂也不想動。

經過反覆測試,一再整修調整,好不容易第一個流程跟第二個流程的機器可以相互溝通,第三個機器跟第四個機器可以透過雲端運算來對話,又有其他問題發生。

本來,工業4.0的製作流程應該大同小異,只是把人換成機器人,精密機器改成智慧機器,智慧機器會自動蒐集不同的數據,檢驗不同產品。

但人做出來的產品正常,智慧機器做出來的產品卻是不良,我們才發現,光是分站萃取數據分析是不夠的,生產線不能只有一般的自動檢測站,設備本身就必須要有檢測功能,才能及時回饋,否則錯誤的資料回饋還是錯誤。

現在我們又遇到新的問題:修正補償速度還是太慢,目前還沒解決方案,公司正全力修補。此外,停機的警示系統仍未達到理想,造成我們非常大的困擾,還有很多先進國家如日本,設備沒有MES(製造執行)系統,也讓我們很訝異。

90秒做出一個產品 節省71%人力

轉型後,麻煩很多,但轉變還是有成果。

第一,人力節省。原來一條生產線一般大概需要28人,才能完成每道工序。轉成AI智慧生產之後剩下6人,也就是說,可以省掉71%的人力,一年大概可以省掉2000~2500萬的人工成本,我們正在朝4人努力。

第二,過去批量生產,一單5000件,一定要5000件全部完成第一道工序,才轉到第二道工序,現在是One Piece Flow(單件生產),90秒就能做出一個產品。

第三,利用AI做彈性策略,包括生產與換膜系統的自動轉變。

我認為,公司要長久永續經營,必須不斷增加競爭力,讓對手感到懼怕,只要能激起工作熱情,就是競爭力最大的來源。

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