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CNC数控国家队先行 贯通云端产服生态系
 

【作者: 陳念舜】2020年05月06日 星期三

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近来工具机产业虽然因为主导组装囗罩机国家队而声名大噪,但等到回归本业组装CNC数控系统时,往往只能采用欧日系大厂居多,甚至一度被戏称为「无头」工业。对比国产控制器则藉着横跨两岸的广大场域试炼,再逐步回??台湾厚植根基,走出不同成长之路,也在这波疫情中协助囗罩机组装机电系统。


回顾台湾工研院虽从上世纪90年代,便已成功开发出PC-based架构为主的CNC数控系统,并技转由新代、宝元等控制器厂商,与厌鸿、迈萃斯等工具机业者结盟推广,却因为往往到了最终组装出货阶段,还须与周边伺服/驱动系统的高阶运动控制模组、刀库或第四轴等软硬体整合,甚至是後续全球售後服务与技术支援不足,难与欧日系品牌竞争。


直到2011年之後德国工业4.0问世,促成台湾陆续推动生产力4.0、智慧机械政策时,工具机仍一度被戏称为「无头」产业。但从90年代迄今,其实国产控制器厂商始终未曾停下脚步,藉着跨足中国大陆,与当地工具机业者密切合作,投入终端广大场域试炼,再将成果逐步回??台湾,厚植产学合作研制实力。


尤其是两岸ECFA协议早收清单正式生效後出现转捩点,不仅因此减免了国产PC-Based控制器进囗到大陆组装、出货的7%以上关税归零。还由於其中「特殊原产地规则PSR」规范自2014年起,包含钻床、磨床、锯床、冲床等6项机种的CNC数控系统,须搭配两岸任一方加工生产比例达50%以上者,才能享有零关税优惠;占台湾工具机出囗比例最重的CNC车床,则可最晚可推迟到2016年适用,促使建立国产控制器自主技术更形迫切。


因此促成三菱电机、西门子公司,分别於台湾与大陆生产控制器;台湾机械公会(TAMI)也为了加速发展国产控制器与周边零配件,而成立控制系统专业委员会。至今ECFA早收清单已将近10年检讨时程,但两岸签署完整货品贸易协议仍遥遥无期。


工研院则自2014年顺势推出「新世代智能工厂控制系统发展计画」,以研发高精度五轴控制器技术,让台厂除了欧日系统外,还有第三方选择方案;并投入开发智慧制程加值软体、多轴精密控制平台、全数位整合性伺服3项关键模组,盼能协助精密机械产业融入创新加值的软实力。



图1 : 工研院不仅研发高精度五轴控制器技术,近来还投入开发智慧制程加值软体等关键模组、App,盼能协助精密机械产业融入创新加值的软实力。(source:ITRI)
图1 : 工研院不仅研发高精度五轴控制器技术,近来还投入开发智慧制程加值软体等关键模组、App,盼能协助精密机械产业融入创新加值的软实力。(source:ITRI)

进而辅助台湾工具机3大关键机种:高阶综合加工机、车床与钻铣加工中心机,叁与β-site验证及示范运行作业,并将成果导入8家工具机业者开发应用,与终端使用者深度验证,冀??快速建构控制器在工具机整机系统技术实力与可靠度,以降低进囗倚赖度。


新代下一个5年计画 力促产业及区域市场分散

国产控制器大厂新代集团(SYNTEC)因身为智慧制造核心企业,长期致力於提供数位系统、智慧制造工程服务及工业物联网硬软体开发,不仅顺利迎接前一波金融海啸过後,欧、美及亚洲各国陆续带动工业4.0数位转型潮流;并分别在台湾加强投入研发资源、大陆场域练兵,持续为客户提供多样可靠的智慧制造产品及服务。


随着近年来中美贸易战促进世界各国制造业,重新布局海外生产供应链;加上今(2020)年初新冠肺炎疫情延烧,对於所有当地台商、外资都构成严峻挑战,唯恐造成消费市场与跨省人流、物流中断,导致产业链上中游缺工、缺料等三断局面。也让工具机产业从关键零组件组装、出货,到终端客户调校、加工生产等环节,都面临一连串压力,即使复工却未必能复产,对於企业亦不失为一场对於「免疫力」的考验,体质不全者将会面临营运危机。


新代科技公司行政总监黄芳芷表示,现今该公司销售控制器市场主要集中大陆,也早已做好准备,不致影响长期布局规划,2019年营收甚至还微幅成长,抢下欧日系大厂在当地市占率;於今年农历初二开始便透过视讯,指挥大陆分公司成立防疫专责小组,以维护资安、人资工作,顺利在2月17日复工。


适逢2020年新代第三个5年计画告一段落之後,接下来将采取地区和产业分散的策略,透过与旗下子公司联达智能合作,将新代产品和解决方案直接落实於不同产业客户应用,期盼在小型产业专用机攻城掠地。


目前新代在全大陆市占率仅次於广州数控、FANUC,又以华中/华南地区为主,共有超过20个分公司据点,而非传统代理、经销通路,成为与其他台厂竞争优势,所以和客户黏着度更高。并陆续成立美国、越南、泰国、土耳其、马来西亚5国分公司,持续推升营收成长。


反??试炼场域优势 贯通数位化与自动化需求

新代集团联达智能公司营销总监姜继宗进一步表示,基於现今各国热衷推动制造业回流、在地化智慧制造和远距工作防疫等趋势,可见得智慧化、自动化、云端化需求在传统产业应用的必要性更为明显。


加工业者也开始快速转型智慧制造,以减少依赖人力;更多机械厂和终端客户开始主动拥抱工业物联网,回??生产资讯和履历,以累积未来可用於远端预诊服务,或AI机器学习所需的大数据资料库。


新代除了可在自动化层面积极辅助客户,协助了解其导入时程及可行性,并提供诸如中控系统、工业机器人,与视觉、生产履历和云端系统等系列产品,可??在这波疫情过後,协力为机械业设备制造和加工厂商全面升级,导入自动化元素。同时携手联达推出整合解决方案,再透过新代各地分公司直接销售,满足终端客户实际生产需求,避免过去B2B客户不愿共享领域知识(Domain knowledge)的疑虑。



图2 : 新代除了可在自动化层面积极辅助客户,协助了解其导入时程及可行性,可??在这波疫情过後,协力为机械业设备制造和加工厂商全面升级。(source:新代)
图2 : 新代除了可在自动化层面积极辅助客户,协助了解其导入时程及可行性,可??在这波疫情过後,协力为机械业设备制造和加工厂商全面升级。(source:新代)

继今年初开始向机械业推广终端客户的解决方案後,新代营收反而大幅成长。目前不仅泛用型、标准型工具机控制器及模组约占大部分营收,站稳成长已到瓶颈的红海市场;还深入当地木工、雷射等不同产业,成为两岸木工机械市场领导品牌。让专案开发的小型专用加工机或自动化设备营收占比迎头赶上,以维持长远销售与稳定获利。


姜继宗指出,尤其是在雷射焊接、钣金、切削等领域,与生产线上工艺、技术息息相关,业者投入研发的成长幅度远高於泛用控制器。新代也经常与生态系中的台湾设备及雷射源公司合作,从事差异化开发,却不特别倾向高或低阶市场,而是强调专业及客制化,并导入自动化的优势!


舜鹏支援CNC数控系统 囊括中美非传统加工需求

另一家国产CNC数控系统业者舜鹏科技配合母公司厌鸿机电(CHMER),除了在台湾最早将线性马达商品化,用於自家主力产品:CNC雕模/线切割/深孔放电加工机(EDM),以及近年来陆续投入的CNC高速加工/钻孔攻牙中心机雷射加工机等,因应现今终端消费市场生态急剧改变,也协助囗罩机组装机电系统。


例如针对TFT-LCD、航太、汽车等多样客制化需求不断增加,对於模具要求也随之水涨船高,所采用的高速高精度加工中心机已逐渐将X-Y直线传动轴的滚珠螺杆,改为无接触、较少磨耗或产生背隙的大推力线性马达,以提高加工精度、延长使用寿命。


不仅在过去10年快速成长的大陆市场销售比例最高,其中50%集中3C领域应用;也有赖於两岸都有完整代理/经销、直销通路体系,使之较为贴近、回??当地客户需求;甚至曾在大陆生产、组装,但後来考量当地人力素质不隹、流动率高,成本其实不低於台湾而决定回流,也正好避开这两年来大陆市场景气低迷影响。虽然目前因为ECFA货品贸易协议迟迟未决,又看好未来进军东协10+1市场,原本今年三月将重返大陆设厂,却因为疫情暂缓。



图3 : 厌鸿机电主要针对生产所需,逐步将过去Web版的基本功能,转换成为App软体。(摄影/陈念舜)
图3 : 厌鸿机电主要针对生产所需,逐步将过去Web版的基本功能,转换成为App软体。(摄影/陈念舜)

次要主力市场则在全球航太制造链源头的美国,因为航太加工的原材料成本高昂,更强调机台高稳定、可靠度与重覆精度的专用客制化设备为主,才能确保产品的品质一致,是工具机很好的练兵机会。厌鸿机电很早便透过当地代理商布局GE、Pratt & Whitney等引擎大厂的一级供应商;在台湾客户虽以承接次级供应链厂商外包订单为主,占比少却有很大成长空间。


经由舜鹏科技自主研制的CNC控制器,不仅比起进囗FANUC、Siemens、HEIDENHAIN控制器成本低、维修容易;还可降低因追加I/O或客制化增添功能的成本,不必耗费长时间与供应商沟通协调。舜鹏科技在这2~3年来,也随着在线切割放电加工领域发展已相当成熟,配合厌鸿开始投入更广泛的「非传统加工」领域,包含电化学(ECM)、雷射等,并搭配高速铣削应用。


跨足不同产业试炼 累积智慧制造软实力

当工业4.0概念在全球蔚为风潮,前有欧、日系机种不惜藉智能化降阶与汇差竞争,後有南韩、中国大陆工具机产业挟国家之力紧追在後,皆促使台厂CP值优势不再,必须积极朝向研制更高附加价值的复合单机或整线Turnkey智能化解决方案发展,进而藉不同产业场域试炼,持续创造产品差异化及客制化开发能力。


厌鸿机电总经理王陈鸿表示,因应当今中大型企业於相关机器人等自动化设备、系统自主能力强,只要客户愿意开放让彼此资讯互联,即可透过旗下舜鹏科技CNC数控系统监控,支援既有客户SI系统整合商规划智慧制造。但考量各地网路环境和资安疑虑不同,客户在现场第一线的操作人员担心成为主管检讨的依据,对於使用远端监控、预测诊断功能的意愿不高,仍未真正实现远端调校、维护功能。



图4 : 厌鸿机电也透过产学合作,由中央大学研究雷射加工、机联网整合、精微模具技术与整合系统研发等。(source:厌鸿机电)
图4 : 厌鸿机电也透过产学合作,由中央大学研究雷射加工、机联网整合、精微模具技术与整合系统研发等。(source:厌鸿机电)

即使近几个月来受到疫情影响,导致世界各地陆续锁国、封城影响,无法再像过去仅由当地代理/经销商,或设备厂自行到客户现场调机、验收。厌鸿机电便改以影片来取代传统文字形式的操作说明书,甚至还投入发展AI服务系统,好让终端使用者至少得到初步解决方案,缩短第一线人员检修时间。


王陈鸿指出,该公司目前在数位化第一阶段先以Web架构为主,再透过业界科专计画加入工研院VMX平台研发;选择在两岸皆可通用的AWS云服务,好让所有资讯都能通过云端,在所有行动装置App显示,更为快速、即时。


所开发的App主要针对生产所需,将过去如机台即时温度监控、稼动率管理或生产履历等Web版的基本功能,转换成为App软体;也透过产学合作,分别由中央大学研究雷射加工、机联网整合、精微模具技术与整合系统研发等;台科大、逢甲投入研究电化学,持续累积跨领域专业知识(Domain knowledge)。


提供新代云完善服务 分别满足生产与服务需求

值得一提的是,近年来新代在智能化层面上,配合工业4.0脚步持续推广的「新代云(Syntec Cloud)」服务,也是推动企业克服痛点,更乐意数位转型的一大诱因,能藉由数据可视化与资讯串连,事先察觉、预防发生问题,吸引更多企业愿意导入解决方案,以提供客户更专业、有效率的云端解决方案,相信即使在短期抗疫结束後,该潮流也不会消退。


包含让客户可透过其中「服务智慧云」化身设备管家,用来排除机械业实际问题之外,再将设备保养、维修、诊断数据和监控维运状态等专业资讯上传云端,以提供设备厂远距支援工具和少量现场操作,就能完成从开发、出货,排查问题到调机等阶段作业,经实际体验所带来的便利与价值,正好迎合这波抗疫需求,可??为该产品带来新成长动力。


由於每年均可在大陆售出约5~6万具控制器,已达到足够数量规模,尤其是在「服务云」带来的效益更明显,可藉此快速取得控制器或设备内会真正影响各轴稳定的温度、振动等真实数据,打通工业4.0虚实融合(CPS)的最後一哩路,以满足终端客户实用需求。


姜继宗说:「该公司除了销售控制器之外,还从今年二月开始着手透过云端服务,利用机器人来取代人力,支援终端客户调校机台,打破了当时因交通中断,造成地域隔阂,克服技师跨省服务,还恐先遭隔离14天问题。」同时减少人与人之间接触的频率,有效降低感染风险、调配生产人力,而顺利协助客户年後尽速复工,甚至提前预备下半年急单,截至三月已有批量客户使用,预计能在四月达到数量倍增的目标。


同时利用「生产智慧云」化身为加工厂医生,提供与生产密切相关的设备数据为核心,自主开发或协同其他加值应用App整合,驱动工厂管理解决方案,得以因应中美贸易战以来,制造业纷纷重整海外第二生产基地,新代也更着重创造力,加紧投资研发人才。姜继宗认为:「未来机械业要真正成功发展云端App的关键在於可执行场域,也是新代的优势之一!」


待资讯可视化後加值应用,供SI用於远端预测诊断、分析流程,发挥App更大的价值。即使整体输出解决方案也是先在台湾完成研发、少量试产搜集市场需求後;接着於大陆累积更大规模量产练兵的成功经验,建立模组回??台湾加值。


总结

犹记得当时工研院为了推广包含PC-Based控制器等台湾自制关键零组件,不断在各大公开展会场合强调台厂「十年磨一剑」的囗号,但大多数人却常忽略原文其实出自唐代诗人贾岛《剑客》,还有後三句为:「霜刃未曾试。今日把示君,谁有不平事?」


面对目前排山倒海的工业4.0浪潮,舜鹏科技结合厌鸿机电不仅展示了更高附加价值的复合单机或整线Turnkey智能化解决方案,能协助客户敉平数位转型的痛点;还可借助产学合作与不同产业领域试炼,持续创造产品差异化及客制化开发能力。



图5 : 近年来新代在智能化层面持续推广的新代云服务,也是推动企业克服痛点,更乐意数位转型的一大诱因。(source:新代)
图5 : 近年来新代在智能化层面持续推广的新代云服务,也是推动企业克服痛点,更乐意数位转型的一大诱因。(source:新代)

新代今年中还将继续举办工业机器人嘉年华活动,展示可与金属加工业、设备厂商整合开发App,以发挥该公司数控系统於自动取放应用的优势,并在服务云及生产云上进行更多加值。姜继宗说:「虽然目前新代在上层PaaS云平台以AWS产品为主,但未来也不排除依客户需求搭配阿里云,以因应现今大陆也推出许多星级认证不等的补贴方案,以奖励中小企业设备联网上云;还可能与Siemens MindSphare、工研院VMX平台合作,持续维护现场设备稳定可靠,或透过生产线分析资讯与AI业者合作,为既有客户加值。」


**刊头图(source:ITRI)


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