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綠色製造
從TPS出發的智慧製造與 節能減碳
2023.03.01∣瀏覽數:1777



從TPS出發的智慧製造與節能減碳
木村哲也社長v.s.劉仁傑教授



旭鐵工是1941年創業的豐田汽車一階零件廠。2013年來 自豐田、2016年接任社長的木村哲也,運用IoT技術,繳 出提升產能43%、年省勞務費用 4億日圓、節約電力22% 的成績(2022年3月期)。他並於2016年設立iSTC (i Smart Technologies),提供軟硬體的銷售與諮詢,服務企業已超 過200家。2018年獲頒日本經產省製造大賞,被認為是活用 精實智慧製造貢獻中小企業的典範。我們特別整理劉仁傑教 授在實地訪視過程,與木村社長的對話精華。

IoT引爆TPS新熱潮

劉仁傑教授:恭喜旭鐵工與發那科同時獲得IT製造大賞。評審 委員提及貴公司的IoT系統(iXacs),使用從東京秋葉原購入的一 個50日圓的發光感測器、250圓的磁性感測器,令人印象深刻。 非常高興能實地觀察到這些外接在不同機齡、機種的感測器,正 在取得、傳送數據,並透過雲端運算進行可視化、支援解決問 題。

木村哲也社長:謝謝!我的中心思想是「讓人做附加價值更高 的工作」,IoT技術是我們實踐可視化的工具。我在豐田工作21 年,18年在技術部、3年在推動TPS的生產調查部,深信IoT 可以取代最費時的人力紀錄,諸如生產數量、製造工時與停機時間 等稼動狀況,而讓時間用在問題的改善。

但是,我們參觀IoT系統展示會時卻發現,全都是龐大而昂 貴、無法連結舊機器、無法取得有用數據的系統。因此,我們自 行開發了符合需要的iXacs。

我們已經不再強調iXacs的簡易、廉價,當初只記錄機器的稼 動狀況,目的是讓未稼動的時間與原因可視化,確實很便宜。經 過獨特技術與知識的累積,現在的iXacs已能計算出每個產品的 碳排量與成本,價值已經完全不同了。

劉:我個人認為,旭鐵工成功的關鍵在於釐清目的,開發與導 入簡易的IoT系統。能夠不花錢或花很少錢做出具體成果,就有能力將錢花在刀口。旭鐵工的貢獻是用IoT 引爆TPS的新熱潮,IoT是工具,TPS的持續改善仍是主軸。

木村:2013年我到旭鐵工時發現,長期推 動的TPS已經呈現疲憊感,IoT技術正好發揮 了催化劑效果。iXacs取代了生產管理的紀錄 與集計時間,讓現場有一種被解放的感覺。 運用設備稼動時間的紀錄與分析,將時間集 中在瓶頸製程的改善,譬如:透過縮短機器 手臂的移動距離、工具機開關的門距、改善 換模時間,提高了整條生產線的人均時產 值。

換句話說,iXacs發揮卓越的監控與可視化 效用。這是改善工作最重要、最費時的首部 曲。其次是激發員工提出漂亮的改善案例, 第三則是經過案例的分享與經營者的鼓勵, 形成一種非常有用的改善氛圍。我經常引用 日本神社三隻猴子的寓言,強調一定要用這 三部曲,打破阻礙企業發展的三大慣性,也 就是看不見、不分享、不使用。

打破阻礙企業發展的三大慣性

劉:不使用是因為不相信有用,這是結 果,原因在於看不見與不分享。智慧科技提 升可視化,經營者在促進分享與跨部門整合上,扮演著領導與激勵的關鍵角色。在我領 導的精實系統知識應用聯盟中,90%的企業 呈現了TPS產學合作的初期效果,但其中約 有6成企業沒有持續,原因就是沒讓這三部曲 有效的滾動。

我們提倡「先精實化再智慧化」,認為應 先進行標準化與基礎改善,不急著導入智慧 工具。對於沒有TPS基礎的企業,如何從旭 鐵工改善過程學到經驗?

木村:豐田汽車指導協力廠也使用手寫生 產管理板、執行PDCA的循環。問題是測定 與紀錄工時本身,並沒有附加價值。對於沒 有實施過TPS的企業,導入iXacs仍然能夠發 揮可視化的效果。對於沒有SOP、稼動率數 據的企業,導入後可能被廠內設備的冗長停機時間所震撼;已經擁有基礎數據的企業, 則可透過可視化的精度,找到優先改善的課 題,將改善時間用在刀口;旭鐵工最近三年 則在高水準的TPS基礎上,進行節能減碳的 改善,成果依然十分驚人。

我願意再次強調,提升競爭力的三部曲, 也就是可視化、改善與分享、活絡改善活 動,隨著製造流程的精進,內涵也將跟著高 度化。iXacs能在不同水準的現場,發揮不 同程度的可視化或監控效果。以旭鐵工做 為示範母廠,iSTC打出KaaS (Kaizen as a Service),提供可視化服務系統,收取設置 費與月費,並依照不同企業的需求,提供超 越可視化的諮詢服務與人才培育。

劉:基本主軸仍然是課題尋找與改善意 願,這也是TPS的基本精神。

木村:是的,iXacs只在第一階段的可視 化,發揮關鍵的效果,特別是自動記錄與分 析。改善過程的動腦筋與用心,與TPS並無 不同。

劉:2020年以來全球掀起碳中和的熱潮,各國紛紛制定可持續發展目標,已經給製造 業帶來非常巨大的壓力。我們認為實踐TPS 的消除浪費本身,就是最重要的節能減碳。 旭鐵工與iSTC已經繳出了漂亮的成績單。

聚焦節能減碳 績效亮麗

木村:當然,iSTC提供的服務不限於提高 生產力,事實上是協助製造企業進行數位轉 型。我們活用iXacs搭配TPS改善,提升生產 能力本身就是節能減碳。譬如,比較2015年 與2020年旭鐵工的改善效果,直接作業時間 減少了14%(約8萬小時)的同時,更附帶取得 減少用電量9%的效果。

為了實踐2050年碳中和目標,我們正積 極投入電力與瓦斯使用量的可視化與改善, 包括公司排出量的95%已能在智慧手機即時 查閱。同時,對於假日出勤的排出量效率不 佳、未生產的夜間排出量意外偏高等痛點, 也已經積極地掌握與進行改善。

舉一個最新的案例,就是工廠沒有從事生 產的夜間7小時,待機電力的分析與改善。

過去的待機期間,使用了兩台37千瓦的大型 空壓機。經過分析與驗證,用一台1.5千瓦的 小型空壓機,即可達成這個待機目的。這項 改善節省了全廠2.7%的電力消耗,達到年省 150萬日圓的驚人成果。

劉:非常讓人震驚的結果!IoT已能夠讓 電力浪費無所遁形,成為活用改善知識與機 制的觸媒。這個案例說明,沒有解析既有浪 費,就急於更新設備或使用再生能源的「傳 統型節能減碳」,跟未致力於改善就急於自 動化的「傳統型智慧化」,如出一轍!

木村:不僅iXacs提升了可視化的精度, 知道電力耗在哪裡,iSTC也已經具備豐富的 改善know how,2022年起推出了完整的套 裝服務。眾所周知,汽車業界的電動化暨平 台化、日本國內市場萎縮,我們一直抱著強 烈的危機意識。我們在強化本業競爭力的同 時,正摸索朝向獲利更高的服務內容發展。

劉:是的,理解顧客的痛點,才能創造更 高的附加價值。能進一步介紹您的未來事業 發展嗎?

木村:首先,iSTC正思考如何將製造業的 IoT數據,活用在非製造業的領域。譬如,提 供可視化與量化的製造業IoT數據,諸如預 測產能改善、結合財務報表的評估報告等, 對於協助金融機構進行融資的事業可行性評 估,可能成為非常重要的指標。

其次,旭鐵工與iSTC繼續致力於製造業的 生產力提升與人才培育,並將IoT數據應用在 新的價值創造或服務創新,包括致力於碳中和的各項努力,就是對產業社會的可持續發 展做出貢獻。

難忘古董車環臺 期待訪問交流

劉:iSTC已經在泰國旭鐵工成立據點,未 來計畫在台灣設立分公司嗎?

木村:雖然我們沒有發展台灣事業的經 驗,也沒有相關人才,但我個人去過台灣一 次,參加「Rally Nippon 2013 in Taiwan─ 日本古董車環臺感恩之旅」,對於台灣朋友 的親切相迎,迄今難忘。

劉:這是當時您與夫人在台北總統府前留 下的照片?

木村:是的,我們透過古董車環台活動, 感謝台灣對東日本大地震伸出援手。2013年 我剛剛轉職到旭鐵工,也是生涯全新挑戰的 開始。

9年來,我在日本推動以IoT做為起點的數 位轉型變革,取得提高生產力與減少排碳的 顯著成果。今年6月再度訪問台灣,將分享我 們開發的IoT系統與活用訣竅,非常期待在台 灣的演講與交流!

劉:謝謝您的接待與暢談,也感謝您應邀 擔任2023年TPS產學合作研討會與台北演講 會的主講人。我們期待您的蒞臨,並預祝台 灣訪問成功,甚至因此發展出全新的台日事 業合作!(整理:東海大學精實系統團隊)