近年來航空制造產業(yè)出現大幅的變革,國際OEMs大廠外包比例大幅增加,以波音公司在1960年代開發(fā)的「737 Classic」機型為例,它的制造外包比例只有10%,到1970年代開發(fā)的「747系列」機型,制造外包比例已倍增至20%,而波音公司最新的「787系列」機型,外包比例更一舉達到80%,面對外包比例的巨幅增加,這些航太國際大廠已無法采用傳統(tǒng)方式,僅憑借一己之力有效管理全球的供應商,新型式的「階層式供應鏈管理模式」也因此孕育而生。

圖1 : 航太產業(yè)是火車頭工業(yè),可帶動民生工業(yè)的技術升級,在整個產業(yè)的發(fā)展藍圖中,政府的長期支持扮演著相當重要的角色。(source:El Grande Group) |
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在新型態(tài)的供應鏈管理模式下,國際航太OEMs大廠僅負責飛機/發(fā)動機的最終組裝,有關飛機區(qū)段、大型結構與發(fā)動機模組件,則委由Tier-1供應商統(tǒng)籌負責生產管理,Tier-1供應商則可再依據需求將所承接產品的次階零組件,交由Tier-2供應商生產制造,如此建置成一個層層負責,彼此互為合作伙伴關系的供應鏈體系,然而在此供應鏈系統(tǒng)中,Tier-1供應商必須負擔完全的管理責任,代表整個供應鏈統(tǒng)一向OEMs廠負責。
打造Tier-1航太供應鏈據點
面對這個航太產業(yè)供應鏈管理模式的重大變革,全球所有注重航太產業(yè)發(fā)展的國家紛紛投入資源希望能爭取此一商機,這些國家的航太龍頭廠商更是竭盡所能,希望能夠成為國際航太供應鏈的Tier-1廠商,借此帶動整個國家的航太產業(yè)發(fā)展,而這些國家均以國家資源傾力支持航太產業(yè)發(fā)展,也都成為臺灣目前發(fā)展航太產業(yè)的競爭者。
然而航太產業(yè)技術層級高,涉及的技術范疇廣且復雜,產業(yè)發(fā)展絕非一蹴可及,綜觀全世界,可以完成飛機整機制造的國家并不多,臺灣在30年前就可以開發(fā)制造出IDF戰(zhàn)機,在航太制造技術實力仍具有國際競爭力,但臺灣過去在民航產業(yè)仍然是以Tier-3層次的小零件制造為主,在新型態(tài)的的航太產業(yè)供應鏈架構下,這類型的產品將會逐漸趨附到以Tier-1供應商為主的國內供應鏈進行生產制造,對于臺灣航太航業(yè)的長期發(fā)展將是一項風險。
因此臺灣必須成為亞太地區(qū)重要的Tier-1航太供應鏈據點,整合臺灣內部資源,以打群架的方式,由Tier-1廠商帶領,共同爭取國際訂單,再透過協同開發(fā)、協同制造技術,滿足客戶對于品質與交期的要求,才能使臺灣航太產業(yè)有突破性的發(fā)展。

圖2 : 1. 在全球航太的供應鏈管理模式中,Tier-1供應商統(tǒng)籌負責生產管理飛機區(qū)段、大型結構與發(fā)動機模組件。 (source:ATS Global) |
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相較于其他國家,臺灣在航空制造領域仍然算是新進,不過臺灣的產業(yè)強項是「藏技于民」,擁有許多技術能力良好的中小型廠商,只是航太產品大多具有制程復雜的特色,這類型的小廠幾乎無法直接向OEMs廠接單,技術整合也是過去臺灣航太產業(yè)較欠缺的一環(huán),因此必須由政府規(guī)劃策略、籌組跨產業(yè)聯盟,建立航空制造供應鏈協同平臺,補足業(yè)界不足。
目前長榮航空旗下的長榮航太,已經聯合了駐龍、晟田及永進等機械廠商,向工業(yè)局申請「航太智慧制造技術開發(fā)暨聚落整合計畫」,合作推動廠內智慧制造,從單機、整線再到整廠,逐步提升智慧化,促成產業(yè)智機化。
計畫中也特別整合了臺灣的另一個技術強項「工具機產業(yè)」,規(guī)劃在Tier-2供應商,導入國產五軸智慧加工機臺,由永進公司開發(fā)適用于臺灣航太產業(yè)的五軸智慧工具機,以駐龍公司為試營運場域,導入國產智慧加工設備,以利狀態(tài)監(jiān)控及生產統(tǒng)計資訊,達到智機產業(yè)化,期望從品質、效率、成本與資訊管理,全方面提升臺灣航空制造供應鏈的國際競爭力。
智慧化管理供應鏈
除了聚落整合外,航太產業(yè)的供應鏈管理也相當重要,而此系統(tǒng)必須具備報價及可行性評估、首件開發(fā)與量產制造能力。在報價及可行性評估方面,系統(tǒng)必須滿足客戶提供的3D藍圖及規(guī)范,經過廠內各部門工程人員研究分析后,將工件的制造程序完整展開,同時確認委托外包的工序。

圖3 : 航太產業(yè)技術層級高,涉及的技術范疇廣且復雜,產業(yè)發(fā)展絕非一蹴可及。(source:Mojix) |
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此時系統(tǒng)將可支援企劃人員確認其制程委托外包商源、供應商可用產能及評鑒紀錄等資訊;確認外包商源后,即將藍圖及規(guī)范資訊傳送給Tier 2廠商,Tier 2廠商將藉由此系統(tǒng)平臺協同報價,并確認是否其技術能量承制此產品;最后透過系統(tǒng)平臺的決策支援系統(tǒng),使企劃人員精準掌握供應商產能資訊,以最合適接單量滿足客戶邀標要求,進而競爭到國際大廠的大型訂單。
取得訂單后,制造業(yè)者隨即進入產品首件開發(fā)階段,依據3D圖面內容定義出產品的雛型型態(tài)基準,配合加工參數模板技術加快加工流程、加工模擬參數預測加工結果、虛實協同整合達到快速防呆以及機體結構虛擬組裝預測干涉點等相關模擬技術,再透過供應鏈資訊整合平臺將最新版圖面、技術規(guī)范、委外制程等資訊同步更新給供應鏈廠商。供應鏈廠商將利用最新資訊,藉由系統(tǒng)平臺協同產品及制程開發(fā),縮短首件整體開發(fā)時程,最后完成定義產品型態(tài)基準,進而達到量產制造階段。
定義產品基準型態(tài)后,就會進入量產發(fā)工階段,由ERP系統(tǒng)管理生產用料,配合PLM型態(tài)管理串聯至MES系統(tǒng)管理制造工序及相關規(guī)范文件,航太業(yè)者與供應商也將透過供應鏈資訊整合平臺,確認排程、交期、品質、技術資料、產能資訊及工程變更等資料。
而此整合平臺也將連結航太制造業(yè)者的可視化系統(tǒng)及大數據應用,達到智慧化監(jiān)控及線上生產資訊統(tǒng)計,即時掌握供應商各項資訊;量產產品最后將由外包廠商運送回航太零部件廠商進行關鍵制程及產品組裝,經過最終檢驗后,送交產品給客戶,而各項加工程序及檢驗結果也將留下紀錄,以滿足航空產品之可追溯性。
截至目前為止,臺灣在全球航太產業(yè)鏈的產值占比還不到0.5%,以臺灣堅實的產業(yè)技術實力而言,應該還有相當大的成長空間,航太產業(yè)是一場沒有區(qū)運,只有世界杯的比賽,而且世界各國都會派出最優(yōu)秀的選手參賽,因此最大的挑戰(zhàn)當然就是面對這群世界頂尖選手的直球對決。
航太產業(yè)是百年大業(yè),也是火車頭工業(yè),可帶動民生工業(yè)的技術升級,在整個產業(yè)的發(fā)展藍圖中,政府的長期支持扮演著相當重要的角色,因此政府必須持續(xù)給予國內航太產業(yè)支持,讓臺灣成為國際航太產業(yè)供應鏈的重要環(huán)節(jié)。