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工具機2024年迎風向前
EaaS驅動數位深化轉型

【作者: 陳念舜】   2024年02月25日 星期日

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雖然2024年元月台灣整體機械業出口,總算由負轉正。但工具機仍在前3大機種中維持負成長,未來還要慎防各國大選後加劇地緣政治衝突。惟若能趁機強化與終端客戶連結,導入「設備即服務(EaaS)」等模式來深化數位轉型,可望化危機為轉機。


根據機械公會(TAMI)最新整理今年元月海關統計機械業出口統計數據顯示,其中出口值排名前3大機種,依序為:檢量測設備4.12億美元,較上年成長33.8%、占比16.8%;電子設備3.71億美元,較上年成長23.7%、占比15.1%。唯有工具機1.94億美元,較上年同期減少18.2%、占比7.9%,即除了受到傳統汽車業持續萎縮與地緣政治衝突因素影響,加上日幣貶值衝擊外銷訂單,尚未擺脫谷底。


另依台灣工具機暨零組件公會(TMBA)指出,由於地緣政治、中國大陸經濟低迷及各主要國家帶頭升息抗通膨等變數,使得全球製造業短期需求尚未有起色,此亦反應在各工具機主要生產國的出口表現。包括依日本工具機工業會(JMTBA)最新公布統計,同期日本工具機訂單金額約1,109億日圓,較去年同月減少14.1%。但考量工具機剛性需求的特性,以及各國積極因應淨零碳趨勢,將繼續影響市場對工具機的消費需求。



圖一 : 根據機械公會(TAMI)最新整理今年元月海關統計機械業出口統計數據顯示
圖一 : 根據機械公會(TAMI)最新整理今年元月海關統計機械業出口統計數據顯示

唯有工具機1.94億美元,較上年同期減少18.2%,尚未擺脫谷底。(source:TAMI)


聚焦人文關懷與社會責任 藉ESG強化供應鏈韌性

然而,即使面臨兩岸ECFA早收清單優惠可能不再,台灣工具機今年元月出口大陸(含香港)金額0.59億美元、年增54.8%,仍是出口最大市場;至於年初至今,屢傳出銷往土耳其的機種若被轉售至俄羅斯,恐違反美方出口禁令的工具機出口值則僅餘0.18億美元、年減34.4%,在單一地區占比9.4%,卻仍僅次於大陸(含香港)30.6%、美國17.3%。


加上2024年適逢多國政府改選,環保、貿易與科技戰再起將更為壁壘分明,更加深供應鏈瓶頸。就連台灣傳統產業聚落也無法倖免,勢必要加入在地採購、分散供應鏈佈局,同時滿足企業在社會責任(S,Social)領域,對永續與人文關懷要求。


精進品質及環保意識 迎合製造業減碳浪潮

且自2025年開始,台灣出口導向的製造業將陸續面對國內外碳費/稅壓力、2030年能源效率倍增等要求的關鍵技術和產品。工具機產業也積極投入環保意識(E,Environmental)領域,追求符合ISO14064(碳盤查)/14067(碳足跡)/14955-1(能源效率設計)等標準;進而探討在工具機OEM裝配與End user加工製程階段,如何持續精進品質與公司營運治理(G,governance)能力。


TMBA也居中扮演積極輔導及媒合角色,避免產業過度重覆投資,而分別新增3大委員會:


1.E.委員會:針對6大機種推動產業類別原則PCR、工具機節能標章評鑑制度;


2.S.委員會:從事友善環境、人才培育、產學合作等活動;


3.G.委員會:透過聚落推動產業鏈韌性評級、機械安全風險評估等,提升產品品質與責任。


身兼TMBA理事長的永進機械董事長陳伯佳指出「目前工具機產業務必要投入數位轉型,運用數位科技改變企業價值,創新服務模式;同時透過綠色轉型,打造多元綠能,實現淨零碳排目標。」將既有產品從三軸升級多軸複合機種、加入AI、自動化軟體整合服務等,掌握多元化技術,從而快速回應市場變局挑戰,解決客戶在製造業前端每日生產都會遇到的痛點。


進一步瞭解各產業不同應用需求,並形成產品、技術發展的轉捩點。目前業界正分別導入電動車—多工切削加工中心機、複合式加工機台、自動化、智慧化生產單機;航太—五軸加工中心機、複材專用五軸高速龍門、立式車銑複合機;半導體—超音波加工機、臥式加工中心、高精度立式加工中心;新能源—龍門車銑複合機、大型立式車床等需求機種。



圖二 : 目前工具機產業須進一步瞭解各產業不同應用需求,並形成產品、技術發展的轉捩點。(source:TMBA)
圖二 : 目前工具機產業須進一步瞭解各產業不同應用需求,並形成產品、技術發展的轉捩點。(source:TMBA)

落實EaaS深化轉型 重新定位元件、次系統及自動化價值

此外,回顧2023年歐洲工具機展(EMO)以商業價值(Future of Business)、互聯性(Future of Connectivity)、生產可持續性(Future of Sustainability in Production)為主軸,率先展演各式創新製造應用趨勢。


工研院也藉此推薦「設備即服務(Equipment-as-a-Service;EaaS)」商業模式,可為客戶提供專業服務及價值,提倡分解工具機製程為服務導向的IT微服務管理模式,重視代理商、通路商與終端客戶需求回饋。企業則能避免支出大量的初始資本,並在長期內分攤節約潛在成本。


其中在「商業價值面」,包括利用銷售融資方式及新概念帶來的商業機會,促成生產和業務流程組織的翻轉變革,近年來工具機產業「不只賣機器,還賣服務」;「互聯性」,透過自動化流程、工業4.0、工業物聯網(IIoT)等相關技術導入工具機應用,讓人與機器間的互動更為緊密與無縫;「生產可持續性」,不只涉及單一產業,而是納入綠色工具機、設備/零組件回收與利用、高效切削液開發等,涉及整個社會永續議題。


如DMG MORI基於客戶正進行數位轉型契機,為了在此短鏈時代快速了解客戶需求,設備智慧化須能不斷創新,發展針對工具機產品、全生命週期的數位創新服務。在數位分析決策時,提供客戶分散式生產製造服務,朝向數據蒐集、資料分析、製造服務平台等發展,堅持數位化、智慧化為工具機技術的布局關鍵。


進而培養顧問諮詢與整體方案能耐,投入AI+IIoT技術,提升製造服務占比達45%,包括預測維護、遠距保養及優化機台與製程、刀具預調及校正服務等;快速維修機台和備品管理,對客戶全時24hrs/7天供應所需備品零件,以確保其生產不間斷。


最後提出「工具機訂閱制(Netfix of Manufacturing)」概念,強調能讓客戶只需要幾萬元/月就可將400萬元設備帶回家。同時提供殺手級的App應用程式,例如有否撞機、切削液的溫度監控。讓機台設備比照Tesla的OTA機制,持續訓練AI模型,達成長久的智慧化並克服缺工。



圖三 : DMG MORI基於客戶正進行數位轉型契機,發展針對工具機產品、全生命週期的數位創新服務。(source:EMO 2023)
圖三 : DMG MORI基於客戶正進行數位轉型契機,發展針對工具機產品、全生命週期的數位創新服務。(source:EMO 2023)

在「互聯性」層面,瑞士精密內外圓磨床製造大廠STUDER也在EMO 2023期間,首次同時展出新型上/下料機insertLoad、roboLoad 和uniLoad等3種全新自動化解決方案。其中透過insertLoad通用上下料系統解決方案,集標準化系統的優點和極大靈活性於一身,可在中心距不超過1,000mm的情況下,支持該公司萬能內外圓磨床S33/S31的標準化自動上下料作業,另針對其他機型的應用則正在籌備中;並由Fanuc機器人在上下料系統和工具機加工區之間的線性軸上自行移動,處理操作通常在30~60min之內完成自主自動迴圈。


進而利用insertLoad設計精巧,使用方便的數位設置嚮導,可讓用戶毋須任何程式設計知識,自行選擇於兩頂尖之間或是卡盤中配置,分別處理直立、橫置的工件;磨床操作員也能根據其意願和要求,調整托盤的容量和自動程度,因此能處理在幾何尺寸、重量和大小方面具有巨大差異的零件。在採用交替模式時,工件重量不超過1.5 kg;採用單件模式時,工件重量不超過5 kg。



圖四 : STUDER在EMO 2023期間,首次同時展出新型上/下料機insertLoad通用上下料系統解決方案,可支持該公司萬能內外圓磨床S33/S31的標準化自動上下料作業(source:STUDER)
圖四 : STUDER在EMO 2023期間,首次同時展出新型上/下料機insertLoad通用上下料系統解決方案,可支持該公司萬能內外圓磨床S33/S31的標準化自動上下料作業(source:STUDER)

STUDER公司CTO Daniel Huber同時強調,「可持續發展」對於該公司的重要性!「從長遠來看,只有那些能提供先進、高效的智慧化工具機製造廠商才能取得成功。」Daniel Huber認為,如今包含STUDER開發的SmartJet冷卻系統,已可顯著減少了磨削過程中,對於冷卻潤滑劑和能源的需求,並為行業樹立了新標準。


值得一提的是,根據STUDER COO Stephan Stoll介紹了營運部門的概況:「即使2023年生產的工具機產品組合已轉向更複雜的系統,最重要的營運專案包括投資自動化生產設備和最先進的測試台。惟得益於積極的採購管理和全球供應鏈的正常化,訂單得以按期執行。」


就連STUDER客戶關懷部門也續第二年創新空前銷售記錄,涉及從維護、服務到備件、翻修等所有業務領域,在2023年底的訂單情況再次高於平均水準,對於下一年度將會是積極的信號。


Stephan Stoll也對聯合磨削集團內部實施的聯合生產戰略表示肯定,使得STUDER獲得了良好的產能利用率。由於STUDER也是全球為數不多,能自產高品質主軸的磨床製造大廠之一,使之於工具機零組件上,具有重要戰略意義的專業知識得到了有針對性的擴展。


展望2024年經過近幾年的大量投資,STUDER即將重組旗下物流流程和倉庫基礎設施。Stephan Stoll表示:「該專案核心是一個中央物流樞紐與貨櫃倉庫直接相連,利用全自動倉儲系統具有更高的效率,將更利於整機生產和備件處理。」


TMTS 2024打造數位減碳雙軸平台 創造ESG對話環境


圖五 : 基於台灣瀧澤具備100%自製設計主軸台、動力刀塔等車床關鍵模組的開發能力,進而提供所需售前、售中、售後等服務化解決方案。(source:台灣瀧澤)
圖五 : 基於台灣瀧澤具備100%自製設計主軸台、動力刀塔等車床關鍵模組的開發能力,進而提供所需售前、售中、售後等服務化解決方案。(source:台灣瀧澤)

台灣即將在今年三月假台北南港展覽1、2館舉行的TMTS 2024,則預計會呈現數位轉型(DX)及綠色轉型(GX)兩大主軸的解決方案和周邊服務的完整生態系;同時與國際接軌,規劃由20家廠商和40部機台組成有史以來最大規模的umati專區,讓工具機和周邊設備連至客戶特定的IT生態系統,兼具簡單性、安全性及順暢性。


台灣瀧澤科技預計參展的EX-2000YS高精度車銑複合機,也因為搭載其自行研發的SWM系統,在智慧能源監控領域取得了重要突破,並為使用者提供了更加節能、環保的操作體驗,已成為台灣首台通過綠色智慧機械認證(ISO14955)的複合機種。


包含導入先進變頻油壓系統,減少使用油冷機;並透過自動油脂潤滑設計與精密控制系統,得以確保機械運轉順暢而省油20%。採編程控制輸送機及主軸風冷機升級,以提高操作靈活性、有效降低能源消耗15%;同時配備智慧型負載耗能監控系統,即時監測機械運作狀態,以實現最佳能源利用率;再加入環境友善設計,進一步減少能源消耗10%,藉此降低運營成本和對於環境的影響。


經過安裝大量感測器而更為聰明,具備溫控、防碰撞、模擬切削等智慧加工監控的虛實整合功能,為用戶提供更智能、環保的機械加工體驗。進而搭配FANUC控制器的數位分身(Digital twin)功能,以及搭配台灣瀧澤自主開發軟體介面,將能源消耗、稼動率監控一覽無遺,方便判斷良率、產能和效率,並持續更新進化,獲得客戶反映佳。


EX-2000YS不僅在能源節約方面取得卓越成果,還通過加工優化,降低系統排碳。既採用內藏主軸設計,達到更精密的加工精度,同時提升軸向移動速度50%;且經由正副內藏主軸設計,增強Y軸機能,近年來主要跟隨電動車產業需求持續成長。


台灣瀧澤並將「模組化」的設計概念導入該機種,強調其規格彈性,能於單機同時展現多機種型態;得以更緊湊的機台尺寸,達到最佳生產能力與佔地面積的比例,而獲得學校青睞。透過與中興大學合作,測試與蒐集工具機心臟的主軸、螺桿、軸承等模組的大數據分析,以確保機台結構穩定可靠,進而提前預測何時該更換耗材,實現「零意外停機(Zero downtime)」。


基於該公司具備100%自製設計主軸台、動力刀塔等車床關鍵模組的開發能力,經過各式最高端日系加工設備與恆溫控制廠房,控管製程精度;並利用系統化機構設計硬體+客製化軟體開發的整合能力,20年已累積數千台客製化實績,特殊機種出貨占比30%以上,進而提供所需售前、售中、售後等服務化解決方案。


這次認證將有助於瀧澤繼續追求卓越,致力提供更高品質、更具綠色創新性的產品與服務。同時採取穩紮穩打策略來保證服務品質,僅先在兩岸提供客製化Turnkey Solution就近服務,於歐美以代理/經銷單機為主。



圖六 : 台灣瀧澤科技預計參展的EX-2000YS高精度車銑複合機,已成為台灣首台通過綠色智慧機械認證(ISO14955)的複合機種。(source:台灣瀧澤)
圖六 : 台灣瀧澤科技預計參展的EX-2000YS高精度車銑複合機,已成為台灣首台通過綠色智慧機械認證(ISO14955)的複合機種。(source:台灣瀧澤)

台灣瀧澤科技公司董事總經理戴雲錦表示,眼前因大陸製工具機的技術受惠於日、韓商帶動出口而逐步崛起,又具有經濟規模、便宜等優勢,估計在2023年Q4出口占比已達到世界第一;加上在中低階市場的定位與台製品的重疊性高,對於台灣中小企業的影響首當其衝,將更甚於海峽兩岸經濟合作架構協議(ECFA)早收清單存廢與否。至於部份工具機或零組件被轉售至俄羅斯實屬無奈,即使已先切結禁售第三方證明書,也只是防君子不防小人。


但兩者共同的問題,都不外乎過去工具機出口都委由代理/經銷通路,未來應改為多接觸End user;其次是以中小企業為主,必須加速整併或協同作業,才能強化競爭力來應對終端客戶壓力。台灣瀧澤現也逐步擴充海外據點,一改過去專心生產製造,營銷委由通路商模式。


此外,因為台灣的工具機廠商規模普遍不大,主要對手又鎖定日本、德國等先進國家業者,但日本工具機大廠規模便幾乎是台灣工具機產業的總和,所以在國際市場競爭相當辛苦。關鍵將在於業界如何共同努力投入改善,提升工具機品質和營運模式,務必要創造更高價值或重塑品級定位,落實綠色與數位轉型,才能免淪為被替代的進口機種。


台灣瀧澤也在日前宣布向中興大學機械工程學系捐贈7套量身訂做市價超過千萬的「預兆診斷教學研究設備」,將成為學生學習智能化主軸軸承壽命、滾珠螺桿加工運行預兆診斷機能技術的關鍵工具。戴雲錦認為:「該設備應用預測性的維護技術,將有助於降低能源消耗,實現工具機的環保、高效,為綠色製造立下新典範。」


**刊頭圖(source:acp-digital.com)


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