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以智慧制造强化产业能量 协助台湾打入全球航太供应链
 

【作者: 王明德】2019年12月02日 星期一

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近年来航空制造产业出现大幅的变革,国际OEMs大厂外包比例大幅增加,以波音公司在1960年代开发的「737 Classic」机型为例,它的制造外包比例只有10%,到1970年代开发的「747系列」机型,制造外包比例已倍增至20%,而波音公司最新的「787系列」机型,外包比例更一举达到80%,面对外包比例的巨幅增加,这些航太国际大厂已无法采用传统方式,仅凭藉一己之力有效管理全球的供应商,新型式的「阶层式供应链管理模式」也因此孕育而生。



图1 :  航太产业是火车头工业,可带动民生工业的技术升级,在整个产业的发展蓝图中,政府的长期支持扮演着相当重要的角色。(source:El Grande Group)
图1 : 航太产业是火车头工业,可带动民生工业的技术升级,在整个产业的发展蓝图中,政府的长期支持扮演着相当重要的角色。(source:El Grande Group)

在新型态的供应链管理模式下,国际航太OEMs大厂仅负责飞机/发动机的最终组装,有关飞机区段、大型结构与发动机模组件,则委由Tier-1供应商统筹负责生产管理,Tier-1供应商则可再依据需求将所承接产品的次阶零组件,交由Tier-2供应商生产制造,如此建置成一个层层负责,彼此互为合作夥伴关系的供应链体系,然而在此供应链系统中,Tier-1供应商必须负担完全的管理责任,代表整个供应链统一向OEMs厂负责。


打造Tier-1航太供应链据点

面对这个航太产业供应链管理模式的重大变革,全球所有注重航太产业发展的国家纷纷投入资源希??能争取此一商机,这些国家的航太龙头厂商更是竭尽所能,希??能够成为国际航太供应链的Tier-1厂商,藉此带动整个国家的航太产业发展,而这些国家均以国家资源倾力支持航太产业发展,也都成为台湾目前发展航太产业的竞争者。


然而航太产业技术层级高,涉及的技术范畴广且复杂,产业发展绝非一蹴可及,综观全世界,可以完成飞机整机制造的国家并不多,台湾在30年前就可以开发制造出IDF战机,在航太制造技术实力仍具有国际竞争力,但台湾过去在民航产业仍然是以Tier-3层次的小零件制造为主,在新型态的的航太产业供应链架构下,这类型的产品将会逐渐趋附到以Tier-1供应商为主的国内供应链进行生产制造,对於台湾航太航业的长期发展将是一项风险。


因此台湾必须成为亚太地区重要的Tier-1航太供应链据点,整合台湾内部资源,以打群架的方式,由Tier-1厂商带领,共同争取国际订单,再透过协同开发、协同制造技术,满足客户对於品质与交期的要求,才能使台湾航太产业有突破性的发展。



图2 :  1. 在全球航太的供应链管理模式中,Tier-1供应商统筹负责生产管理飞机区段、大型结构与发动机模组件。(source:ATS Global)
图2 : 1. 在全球航太的供应链管理模式中,Tier-1供应商统筹负责生产管理飞机区段、大型结构与发动机模组件。(source:ATS Global)

相较於其他国家,台湾在航空制造领域仍然算是新进,不过台湾的产业强项是「藏技於民」,拥有许多技术能力良好的中小型厂商,只是航太产品大多具有制程复杂的特色,这类型的小厂几??无法直接向OEMs厂接单,技术整合也是过去台湾航太产业较欠缺的一环,因此必须由政府规划策略、筹组跨产业联盟,建立航空制造供应链协同平台,补足业界不足。


目前长荣航空旗下的长荣航太,已经联合了驻龙、唼田及永进等机械厂商,向工业局申请「航太智慧制造技术开发暨聚落整合计画」,合作推动厂内智慧制造,从单机、整线再到整厂,逐步提升智慧化,促成产业智机化。


计画中也特别整合了台湾的另一个技术强项「工具机产业」,规划在Tier-2供应商,导入国产五轴智慧加工机台,由永进公司开发适用於台湾航太产业的五轴智慧工具机,以驻龙公司为试营运场域,导入国产智慧加工设备,以利状态监控及生产统计资讯,达到智机产业化,期??从品质、效率、成本与资讯管理,全方面提升台湾航空制造供应链的国际竞争力。


智慧化管理供应链

除了聚落整合外,航太产业的供应链管理也相当重要,而此系统必须具备报价及可行性评估、首件开发与量产制造能力。在报价及可行性评估方面,系统必须满足客户提供的3D蓝图及规范,经过厂内各部门工程人员研究分析後,将工件的制造程序完整展开,同时确认委托外包的工序。



图3 : 航太产业技术层级高,涉及的技术范畴广且复杂,产业发展绝非一蹴可及。(source:Mojix)
图3 : 航太产业技术层级高,涉及的技术范畴广且复杂,产业发展绝非一蹴可及。(source:Mojix)

此时系统将可支援企划人员确认其制程委托外包商源、供应商可用产能及评监纪录等资讯;确认外包商源後,即将蓝图及规范资讯传送给Tier 2厂商,Tier 2厂商将藉由此系统平台协同报价,并确认是否其技术能量承制此产品;最後透过系统平台的决策支援系统,使企划人员精准掌握供应商产能资讯,以最合适接单量满足客户邀标要求,进而竞争到国际大厂的大型订单。


取得订单後,制造业者随即进入产品首件开发阶段,依据3D图面内容定义出产品的雏型型态基准,配合加工叁数模板技术加快加工流程、加工模拟叁数预测加工结果、虚实协同整合达到快速防呆以及机体结构虚拟组装预测干涉点等相关模拟技术,再透过供应链资讯整合平台将最新版图面、技术规范、委外制程等资讯同步更新给供应链厂商。供应链厂商将利用最新资讯,藉由系统平台协同产品及制程开发,缩短首件整体开发时程,最後完成定义产品型态基准,进而达到量产制造阶段。


定义产品基准型态後,就会进入量产发工阶段,由ERP系统管理生产用料,配合PLM型态管理串联至MES系统管理制造工序及相关规范文件,航太业者与供应商也将透过供应链资讯整合平台,确认排程、交期、品质、技术资料、产能资讯及工程变更等资料。


而此整合平台也将连结航太制造业者的可视化系统及大数据应用,达到智慧化监控及线上生产资讯统计,即时掌握供应商各项资讯;量产产品最後将由外包厂商运送回航太零部件厂商进行关键制程及产品组装,经过最终检验後,送交产品给客户,而各项加工程序及检验结果也将留下纪录,以满足航空产品之可追溯性。


截至目前为止,台湾在全球航太产业链的产值占比还不到0.5%,以台湾坚实的产业技术实力而言,应该还有相当大的成长空间,航太产业是一场没有区运,只有世界杯的比赛,而且世界各国都会派出最优秀的选手叁赛,因此最大的挑战当然就是面对这群世界顶尖选手的直球对决。


航太产业是百年大业,也是火车头工业,可带动民生工业的技术升级,在整个产业的发展蓝图中,政府的长期支持扮演着相当重要的角色,因此政府必须持续给予国内航太产业支持,让台湾成为国际航太产业供应链的重要环节。


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