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從數據驅動到服務升級 AIoT助攻國產射出成形機逆勢突圍

從數據驅動到服務升級 AIoT助攻國產射出成形機逆勢突圍

政府熱焦點

傳產

2024-10-14 14:21

全球製造業正快速朝智慧製造與工業4.0靠攏,從數據驅動到服務升級,國內外市場對智慧製造設備要求越趨嚴苛,國產射出成形機面臨來自全球淨零減碳、勞動力與人才短缺壓力迫在眉睫,如何迎頭趕上數位轉型與智慧製造趨勢,成為保持競爭力的關鍵。為扶植國內射出成形產業鏈邁向數位轉型,經濟部技術司委託金屬中心執行「學研雙引擎推動在地產業科技加值創新計畫」,聚焦產業需求,以AIoT助攻國產射出成形機步上產業製造服務化突圍之路,以國產設備取代進口,協助在地產業鏈深根茁壯。

日常生活中,不論食衣住行娛樂,隨處可見塑膠類製品,自從塑膠被發明以來,射出成形扮演關鍵製程,提供大量生產、品質穩定與價格優勢。然而隨著全球面臨減碳壓力、勞動力短缺與人工成本上升,推升國內射出成形機設備製造對智慧化的需求,結合感測(Sensor)、物聯網(IOT)與人工智慧(AI)技術,加速射出成形機產業邁向數位轉型。

 

數位轉型與智慧製造是條漫漫長路,國內多數射出成形上下游產業鏈都屬於中小型企業,不僅面臨射出成形機種與周邊設備各自獨立運作,導致產線無法整合串聯,不利於行銷全球,傳統中低階機種甚至不符合智慧製造產線要求,導致難爭取國際訂單,加上射出成形設備本身變異,造成無預警停機、產能不足,設備與製程無法支持遠端動態訊息即時反饋,成為產業待解難題。

 
喬弘精密打造智能化AI建模 故障預警提高生產稼動率

 

喬弘精密工業是國內直壓式精密射出機龍頭廠商,2019年與群基合併後擴大營業客群,透過智能化AI建模技術,建立周邊設備聯網系統,實現數據監控與通訊協定設定。有別於曲肘機台的銅司與相關零件平均壽命僅2~3年,大柱還有斷裂風險,直壓式射出機只需定期更換油封,使用壽命可達15~20年,機台穩定性與精密度高,可有效減少不良品損失、提高生產效益,多用於製造高值化化妝品、醫療器材等塑膠射出品。

 

「過去我們的機器雖然都有收集相關數據,但業主都不懂如何應用這些數據。」喬弘精密工業總經理張高禎表示,透過與金屬中心合作,可將蒐集到機台數據用在生產排程、模具管理與設備預知保養3大領域。張高禎強調,AI的最終應用是把數據消化完畢、變成反饋養分,「目前射出機都可收集數據,但企業端缺乏懂得把數據拿來用的人才,才能將有效數據反饋到機台與管理者端。」

 

透過與金屬中心建置數位可視化與AI建模,喬弘精密可協助客戶實現數據監控與通訊協定設定,進而達成設備警示預警功能,大幅提高生產過程的可控性,降低不良率並提高設備稼動率,使設備機台的維護成本大幅降低,延長機台使用壽命,建立良好數位化基礎,贏戰AI新時代挑戰。

 


 

明模專精塑膠射出成型模具科學化試模服務 替客戶產品良率把關

 

同樣積極朝工業4.0邁進的還有塑膠射出模具起家的明模工業,成軍超過一甲子,隨著台灣經濟脈動,從純手工敲打玩具模型,一路做到家電用品、電腦、摩托車與汽車塑膠射出模具,成為賓士、TOYOTA、HONDA、特斯拉、長春英利、長安汽車等汽車保險桿、儀錶板、門板、門柱等內外塑膠件模具大廠,也是培育國內模具師傅的重要搖籃。

 

「明模在汽車產業只做OEM市場,創辦人早年就立下規矩,堅持只做模具不投入量產,以免和客戶搶生意,做模具像是生金雞母,專門幫人家下蛋的。」明模工業總經理施富仁表示,因創辦人眼光精準,早在25年前就與金屬中心合作開發製造生產管理系統,清楚記載接單估價、設計報表到採購製造,每一細部工件皆有條碼紀錄,有助公司管理與便於客戶做產品溯源。

 

施富仁強調,透過此系統蒐集與模具相關大數據,有助於推動模具智慧化設計與生產,包括將零件、製程標準化,建立資料庫,再將設計參數導入,大幅縮短新進同仁的學習時間,「以前在模具產業要出師至少得經過3年訓練,有了大數據幫忙,新進人員的基礎學習時間可縮短至2年。」有助於產業留住人才。

 

模具被稱為工業之母,施富仁認為,即使是護國神山半導體業,產線上也有精密加工模具,需要模具廠協同開發,「如果忽視模具產業的重要性,我們的國力可能會損失一大半。」經由金屬中心與學界專家團隊輔導,明模以客製化設計開發更結合科學試模服務,從機台響應數據判斷與優化調整射出成型參數。例如根據模具規格、成型條件設定、射出成型機預期品質呈現之響應線型等相關分析,進行科學試模驗證,達到精確評估製程參數,協助客戶端提升產品良率。

 


 
水順建置智慧製造整線示範場域 提升附加價值朝減塑邁進

 

水順是許多臺灣塑膠產業的時代縮影,已故創辦人黃水順60年代從家庭工廠做起,生產農具、飼料槽、水槽、水桶等塑膠用品,駕駛發財車沿途兜售,之後打入五金通路,2000年第二代水順總經理黃英文加入,協助父親跨入量販賣場通路,轉攻收納系列塑膠製品,2008年導入設計概念,提高產品附加價值,如今更朝循環再生與減塑產品線精進,推出自有品牌「好室喵」打入電商與賣場通路平台。

 

黃英文表示,產業缺工越來越嚴重,「我們的人員比例配置,第一線偏重複性與勞力密集作業約占總人力50%,通常以外籍勞工為主,人員經1個月訓練即可上線,第二階段為技術密集,工程師在一定範圍內透過參數調整,維持機台生產,佔總人力約30~40%,剩下10%高階工程師必須從人、機、物、料、法的角度,在新品開發設計端就參與設計。」

 

為彌補技術斷層與缺工問題,水順在2018年開始導入IoT,但初期遇到設備生產年份與品牌差異,導致機台可提供的資訊不一,甚至有超過一半以上機台無法數據連網,直到系統廠商協助下,才在2020年媒合數據蒐集供應商,解決長久的困擾問題。

 

黃英文指出,產業的數位化時程可分為4階段,依序為第一階段IoT數據導入,提供即時監測、稼動率相關生產數據收集,第二階段建構製造執行系統(MES),方便企業系統派單提升生產績效,也降低生管人員手動抄錄機台數據的時間落差與人為錯誤,第三階段則可透過收集的數據,判斷生產品質狀況,第四階段則透過反饋系統,修改生產參數,形成完整智慧製造系統,達成名符其實的AIoT。

 

「目前我們還在執行第一與第二階段,金屬中心協助我們朝第三與第四階段邁進,藉由專業導入,可以幫產業省掉很多走冤枉路、摸索的時間。」黃英文表示,如今公司同仁可在戰情中心,透過IoT與自適應控制系統,直接指派現場技術人員排除問題,降低非預期停機,另透過能源管理系統,幫助水順將射出機台上的傳統電熱片改為遠紅外線材質,不僅保溫效果提升,也能有效控制熱逸散,達到節能效果。

 

骨子裡有父親勇於接受挑戰的DNA,但黃英文不諱言,在朝智慧製造、數位轉型邁進過程中,中小企業往往面臨資源不足、資訊收集困難與跨業經驗匱乏等困境,此次透過與金屬中心合作,建置國內首創射出成形機智慧製造服務示範場域,透過整合生產線周邊設備,將生產流程所需的設備運作狀態資訊串接成整線數位化監控系統,進而掌握生產線運行狀態,協助客戶實現高效能生產,大幅提升產品附加價值。

 

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