受惠于现今全球汽车产业不断想方设法追求轻量化，以符合节能减碳政策需求。铝轮圈不仅因为相较于传统钢圈的重量更轻、散热快，在油耗表现、使用寿命与吸震能力更优，可降低引擎故障机率；在长途高速行驶时，还能让轮胎保持于适当温度下，刹车鼓及轮胎不易老化、爆胎，提高安全性；对于强调高速、舒适的超级跑车客户而言，在同样推力下降低质量，还能提升加速度，跑得更快。

促使近年来从欧洲、美国、日本等汽车制造大厂，到中国大陆、东南亚等地ODM/OEM/AM等生产基地开发的各式大/小型客车、卡车纷纷配套采用，也带动台湾可供应铝轮圈专用加工机、Turnkey自动化设备的CNC工具机厂接单源源不断，往高值化应用领域发展。如目前在全球铝轮圈加工业市占率第二的巧新科技工业，即因为掌握锻造高阶铝轮圈精密技术，符合其高标准制程设备需求限制，而成为全球少数、亚洲唯一的ODM锻造铝轮圈生产线厂商，可生产出兼具轻量、造型美观，在街车与跑车互换的高性能轮圈。

受惠于现今全球汽车产业不断想方设法追求轻量化，以符合节能减碳政策需求。促使各地ODM/OEM/AM等生产基地开发的各式大/小型客车、卡车纷纷配套采用铝轮圈，也带动CNC工具机厂接单源源不绝，往高值化应用领域发展。

图1 : 美国电动车厂Tesla推出的电动休旅车Model X锻造铝圈，约占所需轮圈总量25％，其他75％属铸造铝圈。 (图片来源：www.wewonwon.com)

进而打入多家豪华品牌车厂的锻造铝轮圈供应链，连麦拉伦、法拉利、保持捷等世界知名超跑车厂都闻风而至；在2015年重新取得美国电动车厂Tesla供应商资格，独家供应电动休旅车Model X锻造铝圈，约占所需轮圈总量25％，其他75％属铸造铝圈。

看好铝轮圈成长动能　CNC工具机水涨船高

但巧新今天能成为全球锻造铝轮圈业的领导者，仍必须归功于台湾CNC工具机供应商台中精机全力奥援。巧新科技工业总经理石呈泽便认为：「巧新虽然也有能力购买日本进口机，但因为台中精机生产的数控车床不管是加工性能、精度、刚性与耐用度，都已达到相当程度水准，用来加工生产锻造铝轮圈绰绰有余，再去买高昂的进口机不见得划算。且台中精机售服工作做得很好，叫修后服务相当快速，如买日本机就缺乏这样便宜又好用的优势。」巧新至今历年来采购的CNC车床总数已达140余台，且100%由台中精机供应，将效能发挥到极致。

对于CNC工具机厂商而言，即可借此转型升级，不断推陈出新多款专用卧/立式车床、加工中心机，搭配工业机器人与周边自动化软硬体，组成智慧化铝轮圈Turnkey产线解决方案，形成创新商业模式(Business Model)。台中精机便曾导入由资策会「产业智慧化感知加值服务平台」，进行生产处方智慧管理，将铝轮圈制程分为轮圈机制程监控、铝轮圈加工自动断屑、远距刀具寿命预测3大系统。

另为因应欧盟整车业者对供应商要求能源排放数据，并逐年要求减少能源使用，作为供应商认证与下单与否之依据，将冲击轮圈、底盘等台湾业者。目前已有欧洲整车组装厂受到EuP指令规范，须提报Ecological Profile，规划各零组件耗能上限，而对铝轮圈生产厂提出追溯要求，须合乎生产耗能报表及上限，并据此规划生产制程。

部份日本CNC工具机厂商则先不求改善硬体，改从软体着手改善或预测耗电量。数家大厂开发的新功能，也可望形成Apps搭配软体销售，为End User分析每段制程耗电量；进而减少空载，找出真正有效的切削路径。资策会未来将开发工具机用电量撷取及监控两项技术，发展精密机械业能源管理之解决办法，以协助业者生产资料透明化，掌握能源使用方向，进一步提高能源利用效率和经济效益。「否则，如铝轮圈连续生产制程耗电量，便通常与马达、控制器指令及刀具状态有关。光是机器从加工点到回复原点就可能占了20%以上耗电量。」

目前除了业者可以CAD/CAM软体规划，减少空切路径外，资策会也亟思如何加速通过或加以替代。即先透过模拟分析NC program、Work piece Information，了解机台马达的加减速特性、刀具强度、刀径角度等，对于工件加工耗电量影响；并累积CNC控制器模拟、实验及分析资料，提供客户报告。

台中精机透过资策会「产业智慧化感知加值服务平台」，进行生产处方智慧管理，区隔「生产处方」与「智慧管理」，实现在正确时间将正确的刀具和数量送到正确的机台，以正确使用，平衡生产成本与损失。

图2 : 台中精机导入资策会「产业智慧化感知加值服务平台」，所提供的管理软体需要透过一些Apps工具加值，让客户自行移除或建立功能；中精机则可负责客制化，同时利用熟悉Fanuc控制器的优势，自主开发HMI。 (摄影：陈念舜)

台中精机并借此进行生产处方智慧管理，区隔「生产处方」与「智慧管理」，透过前者发掘所有加工、生产流程的细节资讯；再交由后者处理，实现在正确时间将正确的刀具和数量送到正确的机台，以正确使用，平衡生产成本与损失。目前其工厂管理系统除了前述底层生产使用的刀具管理外，中层「稼动率管理」则透过远端机台监控、诊断及故障维修，同时改为记录行为改变而非时间，减少回馈到管理系统的资料量；进而建构机台履历，以预测后续产量、状态。于上层可为客户架设网页平台，快速取得资讯情报，以监控系统取得机台即时状态，发送异常简讯、E-mail通知，不仅管理稼动率，还要兼顾产品良率。

打造生产力4.0示范产线　整合系统输出平台

此外，进入工业4.0时代的CNC工具机厂商除了可为客户提供合宜的设备、解决方案cost down，还应对外开拓能密切合作的生态圈(ECO System)伙伴，建立成功的商业模式(Business model) ；对内促进组织、制造流程等精实改造，组成工业4.0示范产线，与国内外大厂竞争。

如中精机透过资策会「黑盒子(ServBox)」搜集刀具资料及履历，不仅可针对刀具管理外，还能望从底层加工机台向上串连，加入MES、ERP系统整合。考量现今主要客户对此仍处于认知阶段，而怀疑其功效，对价格相当敏感，却认为软体可改变的弹性较高。 「客户不仅有很多想法需设备厂规划，还希望加强差异性，以创造独有竞争力。」该管理软体并非如商用软体一样标准化、采套装销售，而需要透过一些Apps工具加值，让客户自行移除或建立功能；中精机则可负责客制化，提供刀具寿命、履历、机台效率等14项资讯，同时利用熟悉Fanuc控制器的优势，自主开发HMI。

远东机械工业则采取不同的发展模式，远东机械工业公司总经理庄宇龙表示，早在1996年起，因为欧美制造业开始外移到大陆、墨西哥设厂，亟须对外寻求(性价比高)的加工设备而来台湾采购，但当时台湾工具机厂商仍以生产一般车床、卧式加工中心机等泛用机种为主，远东旗下发得科技工业则借机转型，并持续往专用领域精进发展。

图3 : 远东机械工业公司总经理庄宇龙表示，发得科技的AVM铝轮圈智慧化生产系统，可在制程阶段就先确认是否在预设的公差范围内？否则及时停机、追溯改善，达到全检目标，不必等到最后成品阶段，才靠人工搬运抽检报废。 (摄影：陈念舜)

直到2005年日圆汇率看涨，美国铝轮圈厂商到台湾来寻找替代方案，改变当时汽车产业链Tire 1供应商用欧日系机种，Tire 2供应商用台制机种的生态，让Tire 1厂商开始尝试接受台制CNC工具机，发得也趁此时购入首部工业机器人，晋升工业3.0世代。随之陆续开发整厂Turnkey生产线技术、制程自动化与资讯化管理、操作简易化与高阶自动化等项目；约从3年前开启工业4.0智慧化应用，更投入精度可控制、搜集与资讯云端化，协助终端客户(End User)商品制程可追溯、搜集，达成可视化。

率先引进由成大教授郑芳田开发的「全自动化虚拟量测(Automatic Virtual Metrology ,AVM)」技术，既结合该系统于半导体产业的成功经验，加上发得科技熟悉工具机制程「虚实合一」，率先投入铝轮圈智慧化Turnkey生产线。经使用上千颗铝轮圈毛胚不断测试车削、调整演算法后，终得以顺利商品化。

有别于传统自动化只要会上/下料搬运即可，在最后品管阶段，仍须靠人工搬运到三次元量床(CMM)抽检是否为良品，浪费时间与成本。 「在Tier 2供应商可能还不是问题，但到了Tier 1供应商要求CPK(制程能力指数)须达到1.67以上，甚至是2.3的6σ水准时，须大幅添购CMM。」目前发得科技的铝轮圈智慧化生产系统，可在制程阶段就先确认是否在预设的公差范围内？否则及时停机、追溯改善，达到全检目标，不必等到最后成品阶段，才靠人工搬运抽检报废。

因为可透过各家CNC控制器沟通，调整​​机台加工每颗轮圈的细节，持续改进下一颗铝轮圈生产流程；甚至可在轮圈离开产线后，同步用雷射雕刻出厂年月日、流水编号、型号、产品精度等生产履历资讯，方便生产端与销售端透过读取，方便溯源管理。大量减少检查人力配置及对三次元量测设备的投资商品化后已通过国外加工客户验证。还能纳入物联网(IoT)、大数据(Big Data)及云端(Cloud)等应用，当大数据资料库搜集的资料越多，AVM就具有学习能力，因此变得更加聪明，会学习朝向适合的环境、公差范围调整；进而透过智慧机械(Smart Machine)搭配视觉、机器人加工，甚至是混型/线生产。未来还可望因工业4.0虚实整合，创造新的商业模式，从中具体获利。

进入工业4.0时代后，虽然世界各国企业都热衷于讨论其最新发展，但想​​的还是以『如何cost down？ 』居多，却少有人关心该『如何获利』？

庄宇龙认为：「虽然大家都热衷于工业4.0的发展，但想​​的还是以『如何cost down？』居多，却少有人关心该『如何获利』？」，毕竟对企业而言，前提须要能赚钱，才值得投入大量资金、取得关键技术。所以发得科技除了参与学、研单位的科专合作外，也花了很多时间寻求AVM等独特演算法的经验累积。

该公司与其他国内外智慧化铝轮圈Turnkey产线最大不同，在于从内部成立研发团队in-house的自主开发模式，而非将软体、硬体分拆或委外规划。目前新产品开发部共有软、硬体及应用技术部门共50人，最重要的工作不再只是R&D，开发机器，而是学习该如何整合软体、服务、介面等系统应用，掌握每个环节，才能随时满足客户需求。在利用AVM顺利实现智慧制造流程，达成工业4.0的设计目标后，还会将类似铝轮圈的生产经验套用到一般加工、航太等产业，创造新的商业模式获利。

*刊头图片(source:szjianfeng.com)