受惠於現(xiàn)今全球汽車產(chǎn)業(yè)不斷想方設(shè)法追求輕量化，以符合節(jié)能減碳政策需求。鋁輪圈不僅因?yàn)橄噍^於傳統(tǒng)鋼圈的重量更輕、散熱快，在油耗表現(xiàn)、使用壽命與吸震能力更優(yōu)，可降低引擎故障機(jī)率；在長(zhǎng)途高速行駛時(shí)，還能讓輪胎保持於適當(dāng)溫度下，剎車鼓及輪胎不易老化、爆胎，提高安全性；對(duì)於強(qiáng)調(diào)高速、舒適的超級(jí)跑車客戶而言，在同樣推力下降低質(zhì)量，還能提升加速度，跑得更快。

促使近年來(lái)從歐洲、美國(guó)、日本等汽車製造大廠，到中國(guó)大陸、東南亞等地ODM/OEM/AM等生產(chǎn)基地開(kāi)發(fā)的各式大/小型客車、卡車紛紛配套採(cǎi)用，也帶動(dòng)臺(tái)灣可供應(yīng)鋁輪圈專用加工機(jī)、Turnkey自動(dòng)化設(shè)備的CNC工具機(jī)廠接單源源不斷，往高值化應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。如目前在全球鋁輪圈加工業(yè)市占率第二的巧新科技工業(yè)，即因?yàn)檎莆斟懺旄唠A鋁輪圈精密技術(shù)，符合其高標(biāo)準(zhǔn)製程設(shè)備需求限制，而成為全球少數(shù)、亞洲唯一的ODM鍛造鋁輪圈生產(chǎn)線廠商，可生產(chǎn)出兼具輕量、造型美觀，在街車與跑車互換的高性能輪圈。

受惠於現(xiàn)今全球汽車產(chǎn)業(yè)不斷想方設(shè)法追求輕量化，以符合節(jié)能減碳政策需求。促使各地ODM/OEM/AM等生產(chǎn)基地開(kāi)發(fā)的各式大/小型客車、卡車紛紛配套採(cǎi)用鋁輪圈，也帶動(dòng)CNC工具機(jī)廠接單源源不絕，往高值化應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

圖1 : 美國(guó)電動(dòng)車廠Tesla推出的電動(dòng)休旅車Model X鍛造鋁圈，約占所需輪圈總量25％，其他75％屬鑄造鋁圈。(圖片來(lái)源：www.wewonwon.com)

進(jìn)而打入多家豪華品牌車廠的鍛造鋁輪圈供應(yīng)鏈，連麥拉倫、法拉利、保持捷等世界知名超跑車廠都聞風(fēng)而至；在2015年重新取得美國(guó)電動(dòng)車廠Tesla供應(yīng)商資格，獨(dú)家供應(yīng)電動(dòng)休旅車Model X鍛造鋁圈，約占所需輪圈總量25％，其他75％屬鑄造鋁圈。

看好鋁輪圈成長(zhǎng)動(dòng)能　CNC工具機(jī)水漲船高

但巧新今天能成為全球鍛造鋁輪圈業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，仍必須歸功於臺(tái)灣CNC工具機(jī)供應(yīng)商臺(tái)中精機(jī)全力奧援。巧新科技工業(yè)總經(jīng)理石呈澤便認(rèn)為：「巧新雖然也有能力購(gòu)買日本進(jìn)口機(jī)，但因?yàn)榕_(tái)中精機(jī)生產(chǎn)的數(shù)控車床不管是加工性能、精度、剛性與耐用度，都已達(dá)到相當(dāng)程度水準(zhǔn)，用來(lái)加工生產(chǎn)鍛造鋁輪圈綽綽有餘，再去買高昂的進(jìn)口機(jī)不見(jiàn)得劃算。且臺(tái)中精機(jī)售服工作做得很好，叫修後服務(wù)相當(dāng)快速，如買日本機(jī)就缺乏這樣便宜又好用的優(yōu)勢(shì)。」巧新至今歷年來(lái)採(cǎi)購(gòu)的CNC車床總數(shù)已達(dá)140餘臺(tái)，且100%由臺(tái)中精機(jī)供應(yīng)，將效能發(fā)揮到極致。

對(duì)於CNC工具機(jī)廠商而言，即可藉此轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷推陳出新多款專用臥/立式車床、加工中心機(jī)，搭配工業(yè)機(jī)器人與周邊自動(dòng)化軟硬體，組成智慧化鋁輪圈Turnkey產(chǎn)線解決方案，形成創(chuàng)新商業(yè)模式(Business Model)。臺(tái)中精機(jī)便曾導(dǎo)入由資策會(huì)「產(chǎn)業(yè)智慧化感知加值服務(wù)平臺(tái)」，進(jìn)行生產(chǎn)處方智慧管理，將鋁輪圈製程分為輪圈機(jī)製程監(jiān)控、鋁輪圈加工自動(dòng)斷屑、遠(yuǎn)距刀具壽命預(yù)測(cè)3大系統(tǒng)。

另為因應(yīng)歐盟整車業(yè)者對(duì)供應(yīng)商要求能源排放數(shù)據(jù)，並逐年要求減少能源使用，作為供應(yīng)商認(rèn)證與下單與否之依據(jù)，將衝擊輪圈、底盤等臺(tái)灣業(yè)者。目前已有歐洲整車組裝廠受到EuP指令規(guī)範(fàn)，須提報(bào)Ecological Profile，規(guī)劃各零組件耗能上限，而對(duì)鋁輪圈生產(chǎn)廠提出追溯要求，須合乎生產(chǎn)耗能報(bào)表及上限，並據(jù)此規(guī)劃生產(chǎn)製程。

部份日本CNC工具機(jī)廠商則先不求改善硬體，改從軟體著手改善或預(yù)測(cè)耗電量。數(shù)家大廠開(kāi)發(fā)的新功能，也可望形成Apps搭配軟體銷售，為End User分析每段製程耗電量；進(jìn)而減少空載，找出真正有效的切削路徑。資策會(huì)未來(lái)將開(kāi)發(fā)工具機(jī)用電量擷取及監(jiān)控兩項(xiàng)技術(shù)，發(fā)展精密機(jī)械業(yè)能源管理之解決辦法，以協(xié)助業(yè)者生產(chǎn)資料透明化，掌握能源使用方向，進(jìn)一步提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。「否則，如鋁輪圈連續(xù)生產(chǎn)製程耗電量，便通常與馬達(dá)、控制器指令及刀具狀態(tài)有關(guān)。光是機(jī)器從加工點(diǎn)到回復(fù)原點(diǎn)就可能占了20%以上耗電量。」

目前除了業(yè)者可以CAD/CAM軟體規(guī)劃，減少空切路徑外，資策會(huì)也亟思如何加速通過(guò)或加以替代。即先透過(guò)模擬分析NC program、Work piece Information，瞭解機(jī)臺(tái)馬達(dá)的加減速特性、刀具強(qiáng)度、刀徑角度等，對(duì)於工件加工耗電量影響；並累積CNC控制器模擬、實(shí)驗(yàn)及分析資料，提供客戶報(bào)告。

臺(tái)中精機(jī)透過(guò)資策會(huì)「產(chǎn)業(yè)智慧化感知加值服務(wù)平臺(tái)」，進(jìn)行生產(chǎn)處方智慧管理，區(qū)隔「生產(chǎn)處方」與「智慧管理」，實(shí)現(xiàn)在正確時(shí)間將正確的刀具和數(shù)量送到正確的機(jī)臺(tái)，以正確使用，平衡生產(chǎn)成本與損失。

圖2 : 臺(tái)中精機(jī)導(dǎo)入資策會(huì)「產(chǎn)業(yè)智慧化感知加值服務(wù)平臺(tái)」，所提供的管理軟體需要透過(guò)一些Apps工具加值，讓客戶自行移除或建立功能；中精機(jī)則可負(fù)責(zé)客製化，同時(shí)利用熟悉Fanuc控制器的優(yōu)勢(shì)，自主開(kāi)發(fā)HMI。(攝影：陳念舜)

臺(tái)中精機(jī)並藉此進(jìn)行生產(chǎn)處方智慧管理，區(qū)隔「生產(chǎn)處方」與「智慧管理」，透過(guò)前者發(fā)掘所有加工、生產(chǎn)流程的細(xì)節(jié)資訊；再交由後者處理，實(shí)現(xiàn)在正確時(shí)間將正確的刀具和數(shù)量送到正確的機(jī)臺(tái)，以正確使用，平衡生產(chǎn)成本與損失。目前其工廠管理系統(tǒng)除了前述底層生產(chǎn)使用的刀具管理外，中層「稼動(dòng)率管理」則透過(guò)遠(yuǎn)端機(jī)臺(tái)監(jiān)控、診斷及故障維修，同時(shí)改為記錄行為改變而非時(shí)間，減少回饋到管理系統(tǒng)的資料量；進(jìn)而建構(gòu)機(jī)臺(tái)履歷，以預(yù)測(cè)後續(xù)產(chǎn)量、狀態(tài)。於上層可為客戶架設(shè)網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)，快速取得資訊情報(bào)，以監(jiān)控系統(tǒng)取得機(jī)臺(tái)即時(shí)狀態(tài)，發(fā)送異常簡(jiǎn)訊、E-mail通知，不僅管理稼動(dòng)率，還要兼顧產(chǎn)品良率。

打造生產(chǎn)力4.0示範(fàn)產(chǎn)線　整合系統(tǒng)輸出平臺(tái)

此外，進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代的CNC工具機(jī)廠商除了可為客戶提供合宜的設(shè)備、解決方案cost down，還應(yīng)對(duì)外開(kāi)拓能密切合作的生態(tài)圈(ECO System)夥伴，建立成功的商業(yè)模式(Business model)；對(duì)內(nèi)促進(jìn)組織、製造流程等精實(shí)改造，組成工業(yè)4.0示範(fàn)產(chǎn)線，與國(guó)內(nèi)外大廠競(jìng)爭(zhēng)。

如中精機(jī)透過(guò)資策會(huì)「黑盒子(ServBox)」蒐集刀具資料及履歷，不僅可針對(duì)刀具管理外，還能望從底層加工機(jī)臺(tái)向上串連，加入MES、ERP系統(tǒng)整合。考量現(xiàn)今主要客戶對(duì)此仍處?kù)墩J(rèn)知階段，而懷疑其功效，對(duì)價(jià)格相當(dāng)敏感，卻認(rèn)為軟體可改變的彈性較高。「客戶不僅有很多想法需設(shè)備廠規(guī)劃，還希望加強(qiáng)差異性，以創(chuàng)造獨(dú)有競(jìng)爭(zhēng)力。」該管理軟體並非如商用軟體一樣標(biāo)準(zhǔn)化、採(cǎi)套裝銷售，而需要透過(guò)一些Apps工具加值，讓客戶自行移除或建立功能；中精機(jī)則可負(fù)責(zé)客製化，提供刀具壽命、履歷、機(jī)臺(tái)效率等14項(xiàng)資訊，同時(shí)利用熟悉Fanuc控制器的優(yōu)勢(shì)，自主開(kāi)發(fā)HMI。

遠(yuǎn)東機(jī)械工業(yè)則採(cǎi)取不同的發(fā)展模式，遠(yuǎn)東機(jī)械工業(yè)公司總經(jīng)理莊宇龍表示，早在1996年起，因?yàn)闅W美製造業(yè)開(kāi)始外移到大陸、墨西哥設(shè)廠，亟須對(duì)外尋求(性價(jià)比高)的加工設(shè)備而來(lái)臺(tái)灣採(cǎi)購(gòu)，但當(dāng)時(shí)臺(tái)灣工具機(jī)廠商仍以生產(chǎn)一般車床、臥式加工中心機(jī)等泛用機(jī)種為主，遠(yuǎn)東旗下發(fā)得科技工業(yè)則藉機(jī)轉(zhuǎn)型，並持續(xù)往專用領(lǐng)域精進(jìn)發(fā)展。

圖3 : 遠(yuǎn)東機(jī)械工業(yè)公司總經(jīng)理莊宇龍表示，發(fā)得科技的AVM鋁輪圈智慧化生產(chǎn)系統(tǒng)，可在製程階段就先確認(rèn)是否在預(yù)設(shè)的公差範(fàn)圍內(nèi)？否則及時(shí)停機(jī)、追溯改善，達(dá)到全檢目標(biāo)，不必等到最後成品階段，才靠人工搬運(yùn)抽檢報(bào)廢。(攝影：陳念舜)

直到2005年日?qǐng)A匯率看漲，美國(guó)鋁輪圈廠商到臺(tái)灣來(lái)尋找替代方案，改變當(dāng)時(shí)汽車產(chǎn)業(yè)鏈Tire 1供應(yīng)商用歐日系機(jī)種，Tire 2供應(yīng)商用臺(tái)製機(jī)種的生態(tài)，讓Tire 1廠商開(kāi)始嘗試接受臺(tái)製CNC工具機(jī)，發(fā)得也趁此時(shí)購(gòu)入首部工業(yè)機(jī)器人，晉升工業(yè)3.0世代。隨之陸續(xù)開(kāi)發(fā)整廠Turnkey生產(chǎn)線技術(shù)、製程自動(dòng)化與資訊化管理、操作簡(jiǎn)易化與高階自動(dòng)化等項(xiàng)目；約從3年前開(kāi)啟工業(yè)4.0智慧化應(yīng)用，更投入精度可控制、蒐集與資訊雲(yún)端化，協(xié)助終端客戶(End User)商品製程可追溯、蒐集，達(dá)成可視化。

率先引進(jìn)由成大教授鄭芳田開(kāi)發(fā)的「全自動(dòng)化虛擬量測(cè)(Automatic Virtual Metrology ,AVM)」技術(shù)，既結(jié)合該系統(tǒng)於半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，加上發(fā)得科技熟悉工具機(jī)製程「虛實(shí)合一」，率先投入鋁輪圈智慧化Turnkey生產(chǎn)線。經(jīng)使用上千顆鋁輪圈毛胚不斷測(cè)試車削、調(diào)整演算法後，終得以順利商品化。

有別於傳統(tǒng)自動(dòng)化只要會(huì)上/下料搬運(yùn)即可，在最後品管階段，仍須靠人工搬運(yùn)到三次元量床(CMM)抽檢是否為良品，浪費(fèi)時(shí)間與成本。「在Tier 2供應(yīng)商可能還不是問(wèn)題，但到了Tier 1供應(yīng)商要求CPK(製程能力指數(shù))須達(dá)到1.67以上，甚至是2.3的6σ水準(zhǔn)時(shí)，須大幅添購(gòu)CMM。」目前發(fā)得科技的鋁輪圈智慧化生產(chǎn)系統(tǒng)，可在製程階段就先確認(rèn)是否在預(yù)設(shè)的公差範(fàn)圍內(nèi)？否則及時(shí)停機(jī)、追溯改善，達(dá)到全檢目標(biāo)，不必等到最後成品階段，才靠人工搬運(yùn)抽檢報(bào)廢。

因?yàn)榭赏高^(guò)各家CNC控制器溝通，調(diào)整機(jī)臺(tái)加工每顆輪圈的細(xì)節(jié)，持續(xù)改進(jìn)下一顆鋁輪圈生產(chǎn)流程；甚至可在輪圈離開(kāi)產(chǎn)線後，同步用雷射雕刻出廠年月日、流水編號(hào)、型號(hào)、產(chǎn)品精度等生產(chǎn)履歷資訊，方便生產(chǎn)端與銷售端透過(guò)讀取，方便溯源管理。大量減少檢查人力配置及對(duì)三次元量測(cè)設(shè)備的投資商品化後已通過(guò)國(guó)外加工客戶驗(yàn)證。還能納入物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)(Big Data)及雲(yún)端(Cloud)等應(yīng)用，當(dāng)大數(shù)據(jù)資料庫(kù)蒐集的資料越多，AVM就具有學(xué)習(xí)能力，因此變得更加聰明，會(huì)學(xué)習(xí)朝向適合的環(huán)境、公差範(fàn)圍調(diào)整；進(jìn)而透過(guò)智慧機(jī)械(Smart Machine)搭配視覺(jué)、機(jī)器人加工，甚至是混型/線生產(chǎn)。未來(lái)還可望因工業(yè)4.0虛實(shí)整合，創(chuàng)造新的商業(yè)模式，從中具體獲利。

進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代後，雖然世界各國(guó)企業(yè)都熱衷於討論其最新發(fā)展，但想的還是以『如何cost down？』居多，卻少有人關(guān)心該『如何獲利』？

莊宇龍認(rèn)為：「雖然大家都熱衷於工業(yè)4.0的發(fā)展，但想的還是以『如何cost down？』居多，卻少有人關(guān)心該『如何獲利』？」，畢竟對(duì)企業(yè)而言，前提須要能賺錢，才值得投入大量資金、取得關(guān)鍵技術(shù)。所以發(fā)得科技除了參與學(xué)、研單位的科專合作外，也花了很多時(shí)間尋求AVM等獨(dú)特演算法的經(jīng)驗(yàn)累積。

該公司與其他國(guó)內(nèi)外智慧化鋁輪圈Turnkey產(chǎn)線最大不同，在於從內(nèi)部成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)in-house的自主開(kāi)發(fā)模式，而非將軟體、硬體分拆或委外規(guī)劃。目前新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部共有軟、硬體及應(yīng)用技術(shù)部門共50人，最重要的工作不再只是R&D，開(kāi)發(fā)機(jī)器，而是學(xué)習(xí)該如何整合軟體、服務(wù)、介面等系統(tǒng)應(yīng)用，掌握每個(gè)環(huán)節(jié)，才能隨時(shí)滿足客戶需求。在利用AVM順利實(shí)現(xiàn)智慧製造流程，達(dá)成工業(yè)4.0的設(shè)計(jì)目標(biāo)後，還會(huì)將類似鋁輪圈的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)套用到一般加工、航太等產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造新的商業(yè)模式獲利。

*刊頭圖片(source:szjianfeng.com)