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東海專欄
韓國中小企業「以ICT為基礎的智慧製造」
2024.06.17∣瀏覽數:418

韓國中小企業
「以ICT為基礎的智慧製造」

過去十年,作者對日本、臺灣和韓國企業的智慧製造推動,進行了持續的觀察。本文聚焦2023年夏季的韓國企業實地調查,以一家汽車零組件製造A公司為例,檢視韓國企業如何活用ICT(Information and Communication Technology, 資訊與通信科技)實踐智慧製造,以及面臨何種挑戰。

MA160-東海精實-作者及A公司負責人

A公司成立於2002年,致力於前輪驅動傳動軸上使用的CV接頭外輪的設計、製造和銷售。該公司年營業額為222億韓元,擁有48名員工。主要客戶是一家隸屬於韓國現代汽車集團、生產前輪驅動裝置的一階供應商。A公司已於2019年被韓國政府智慧製造促進委員會,依照生產資訊數位化水準,認證為2級智慧工廠。

實踐從加工到成品物流的三階段智慧化和自動化

A公司從2009年開始,以自動化為重點分以下三個階段,實踐智慧製造。

第一階段:「前段加工自動化」。使用泛用的數控工具機、獨家開發的五軸加工機進行切割、滾壓和車削,並結合自動投料、自動搬運等技術,實現了從投料到完成工序的全流程自動化。推動自動化的背景是因為現場技術人員,特別是具高度技能的技術人員,不論招募或留才都很困難。自動化的目標是透過簡單的操作,不需要高度技術就能完成加工,因此事前進行了包括簡化作業程序等改善。最終目標是將有限的核心人力用於高性能加工、打樣製作和自動化設備的程式編寫,從而建立一個可持續發展的生產基地。自動化的實踐績效是提高產量12%,降低生產成本7.5%。

MA-160期-東海專欄-作者吳銀澤

韓國全南大學經營學系畢業,日本神戶大學經營學博士,現任日本園田学園女子大学経営学部教授,曾任台灣育達科技大學教授。專攻生產系統、技術與生產策略、國際合作。最近致力於日本、韓國、台灣與中國大陸汽車產業與工具機產業生產策略、日台商策略聯盟研究。論文多次刊登於日本最具代表性學術期刊日本經營學會誌。著《共創(共著)》(遠流, 2008)《イノベーションマネジメント(共著)》(日科技連, 2011)《面對未來智造者(共著)》(大寫, 2018)等書。

第二階段:「檢測自動化」。自2010年起,該公司為了追蹤品質問題,在設備中安裝了攝影感測器,開發了具有三次元測量功能的即時檢測系統,針對車削加工、等速接頭(Spline)、成品進行檢測自動化,並開始用運用三次元測量、形狀測量、顯微鏡和硬度測量等儀器,達成從加工到成品的全流程品質檢驗自動化,進而將產品不良率從0.28%降至幾乎為零。

第三階段:「成品物流自動化」。2017年實現後段的成品物流自動化,提升對顧客的服務水準。A公司每年生產約200萬件產品,與客戶之間以訂單/採購管理系統並由MPR(Material Requirements Planning:物料需求規劃)提前三天確定訂單數量,但訂購和交貨數量經常因為客戶的計劃變更而出現波動;另一方面,100種不同規格的產品在庫存管理上也是一項考驗。為了解決這些問題,A公司建置了一個由700個棧板所組成的自動化物流倉庫,實現零組件管理系統的自動化。產品入庫時使用條碼閱讀器,出庫時透過互動式觸控螢幕(Interactive kiosk),按照產品生產歷程落實先進先出管理,有效防止產品變質和優化庫存管理。

生產流程資訊的可視化與應用系統開發

透過上述三個階段的智慧製造實踐,A公司可即時自動獲取加工、操作、移動和庫存相關訊息,並將數據整合到管理生產線狀況的內部通信系統MES(Manufacturing Execution System),實現對生產狀況的「可視化」管理。這個系統的生產歷程數據取得,從人工作業轉變為自動讀取,同時自動傳輸、儲存到以人工智慧為基礎的雲端系統。

A公司正試圖從兩個方向,將雲端系統所儲存的數據,用在解決公司所面對的問題。

第一個方向是「開發訂單預測模型」。A公司根據從客戶端收到的訂單進行計劃生產,但面臨的問題是客戶每天和每週的生產量經常發生變化,導致實際生產量僅達到預估產量約50%。為了解決這些問題,儘管尚處於初期開發階段,該公司的管理部門正試圖以人工智慧為基礎,將存儲在雲端的數據以時間序列加以分析,致力於開發「生產預估模型」。

第二個方向是「追蹤產品問題」。透過智慧製造的實踐,A公司能夠獲取並儲存產品的加工過程、檢驗和倉儲等,從前段加工到後段物流的生產全流程數據資訊。藉由此系統的開發,當客戶端指出產品存在品質或其他問題時,可追溯問題產品的生產歷程,並找出問題根源進而解決問題。隨著內部MES系統的運行轉向雲端系統,人工智慧可自動將雲端系統提個以人工智慧為基礎的應用系統開發能力,以礎設施和人力資源水準。

關注問題解決與實現成本效益

A公司被認為是韓國政府政策支持和公司高層管理者努力之下,達到實質成效的一個智慧製造實踐的典範案例。與日本公司側重於現場改善不同,A公司以解決問題為策略,致力於以既有基礎設施和人力資源作為條件,實踐「以ICT為基礎的智慧製造」。從對A公司的訪談中也可得知,這個關注問題解決與實現成本效益、以ICT為基礎的智慧製造,可以視為一種韓國型智慧製造模式。其中,以下的訪談內容讓作者留下極為深刻印象。

『我們公司的智慧製造不同於一些中小企業,只著重於政策支持的「作秀型智慧製造」;而是用十年時間從前段加工到後段成品物流,分階段開發必要的技術和人力資源,逐一解決公司生產管理中面臨的問題,這是重視持續性及成長性而逐步發展的「實務型智慧製造」,也是管理者和全體員工共同努力的結果。』

不投資先進系統,避免智慧製造的系統僵化

最後,針對智慧製造面臨的課題,A公司表示目前不考慮投資大型設備和系統等先進智慧製造,並對此做以下說明。

『從智慧製造的實現推動角度,其實需要考慮到複雜系統之維護和保養成本,以及生產力、品質和管理效率等,相較於技術先進的高功能設備,更重要的是充分活用其基本功能。從這個意義上說,本公司不認為進一步升級改造,能從整體成本效益得到回收。此外,從生產系統到銷售系統的逐步開發和應用來看智慧製造,整個系統的整合會隨著不同階段的新進展,如果其中一個環節出現問題,整個系統就必須重組。一種「由智慧化而衍生的系統僵化」情況便會發生。』

當然,智慧製造對提高生產力、改善品質和對應需求波動的能力有一定的作用,但最重要的還是要充分認識智慧製造的成本效益和基本功能。同時,智慧製造是一種伴隨系統整合的自動化,應理解其具有限制系統發展「彈性」的特質。特別是中小型企業,最重要的是要釐清自身面臨的課題,實踐適合自身情況的智慧製造。