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東海專欄
頂尖工具機 製造現場的TPS特質
2020.06.09∣瀏覽數:371


東海大學精實系統團隊2007至2011年間實地訪問了台日主要的工具機企業,2012年出版著書《工具機產業的精實變革》(中衛),廣被研讀,締造了兩年三刷佳績;同時,在東海大學建置精實系統實驗室,主持科技部精實系統知識應用聯盟,每年舉行TPS研討會推廣精實系統應用知識,應邀輔導崴立機電、上銀科技等工具機企業,帶動了長達十餘年的工具機產業TPS學習風潮。
2020年2月我們再度前往DMG森精機與AMADA,進行訪問與交流,檢視十餘年間日本領導廠商在TPS實踐的持續深化。我們發現,工具機產業多樣少量的產業特質,正結合顧客價值創造,逐漸在台日兩地頂尖企業,呈現了豐富的TPS實踐內涵。我們相信,兩地的TPS實踐成果,將持續提升台灣工具機企業的總體能力。
本文試圖有系統地回答工具機產業界的經常提問,從DMG森精機、AMADA、崴立機電與上銀科技等企業的具體成果,分享工具機現場第一線的TPS特質觀察。這個精簡版論述採用TPS的後拉概念,從依照出貨需求的組裝開始,區分為6個主題。

明確的組裝LT:有效派工與拉式供料
相對於汽車產業,工具機組裝的最大特徵是採取定點裝配、人員移動模式,以明確的SOP與LT(Lead Time,製程時間)作為基礎。由M-BOM經過平準分解的裝配分站,支配著組裝派工與配套供料的順暢程度。2005年這個裝配節拍化的概念首先實踐在AMADA富士宮事業所,被視為重要的里程碑,成為台日工具機企業競相學習的對象。
DMG森精機在2000年代初期,推動由一個人組裝全機的autocamp方式,2010年起逐步進化到目前中型車床從結構精度到組裝完工的12日節拍組裝模式。無獨有偶,崴立機電也在2011年推動精實變革,2013年對外公開MC節拍裝配線。在這三家主流企業的推波助瀾之下,2010年代後期定點節拍裝配模式已經成為全球工具機產業的主流。
2020年實地檢視領先企業的組裝現場,都已在精實基礎上摸索數位轉型,呈現了兩大特色。第一,組裝派工與SOP精進的相互活用,亦即透過與作業同步的插卡或掃描QRcode取得的報工數據,定期檢討標準工時、改善SOP,提高產效。第二,有效拉動長達40天的物料採購、進料與組裝前的物料配套。

資材可視化:配套供料、店面管理、先期確認
符合裝配手順與需求的高水準配套供料車,是一流工具機組裝現場的共同特色,也是讓組裝同仁專心裝配的關鍵。這個配套供料車的形成可區分成三部曲。第一,組裝SOP的M-BOM裝配分站能力,基礎源於現場組裝同仁關於SOP的共識形成、制定與精進。第二,資材同仁進料與備料的店面管理能力。除了傳統的先進先出與儲位管理之外,特別關注因應配套供料要求的可視化水準與事前掌握能力。第三,從採購或外包到進料的先期確認能力。特別是透過與協力廠商的長期互動,一方面正確掌握其排程結構進行有效跟催,另一方面帶動相互學習、同步進行生產流程變革。
台灣素以產業群聚著稱,第三點的帶動供應鏈廠商共同變革的能力,已經成為重要指標。在組裝廠的帶動鼓吹下,部分加工、板金與模組廠商陸續加入東海大學的TPS課程,非常令人欣慰。當然,外包廠商能否成為組裝廠實踐TPS的重要助力,關鍵還是在組裝廠本身的製程改善能力;亦即組裝廠本身的變革能力,支配協力廠的模組單件流與加工精實化。

模組暨副線的組裝單件流
AMADA的轉塔、DMG森精機的刀塔、崴立機電的主軸與上銀科技的滑塊,共同特色就是組裝的單件流變革。單件流組裝讓LT非常短,達到100%為後製程組裝的目標。他們都歷經批量組裝的孤島作業時代,組裝完成的庫存動輒達到數周,成品組裝現場卻仍然缺料,理由是模組組裝與最終產品組裝沒有連動關係。
以AMADA的轉塔為例,轉塔組裝採用單件流cell模式後,每套轉塔LT約8小時,完全可以依照需要組裝。我們看到6個工位,作業員在可以調整高度和旋轉的工作台,用工具循序將零件組成轉塔。右側有大型零件的儲位,前方有一台可以左右上下移動的有軌車,擔任大型零件的搬運。左邊有物料架。正後方是工具架,工具架的旁邊有小型零件料架,讓操作者方便拿取零件和工具。工具架的旁邊,有LCD,以3D的方式顯示轉塔的組裝方式和程序,讓每位組立人員根據SOP作業。在完成的轉塔店面區,保持一至兩天的安全庫存,約六至九組轉塔,有效防止製造過多或缺料。
上銀科技說:「幾年前仍採批量組裝,LT冗長,帶給工具機客戶很大的困擾;這幾年實踐模組單件流,已大幅縮短LT。希望下一波景氣到來時,能夠有效支持工具機廠商縮短交期與提升產效。」讓我們拭目以待!

機械加工的精實變革
台灣擁有非常完整的加工外包供應鏈,工具機廠長期享受外包的價格優勢。然而,在台灣工具機廠試圖避開標準機的競爭紅海,邁向複合化、客製化等機種升級的過程,加工能力卻成為非常嚴峻的發展限制。雖然台灣主流廠商開始摸索內製或聯盟,總體成果仍然非常有限,極可能成為未來發展的最大瓶頸。
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