現(xiàn)今相對於歐、日系軸承大廠不斷強化自家智慧工廠彈性、自動化生產(chǎn)能力與品質(zhì)，並延伸終端產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的觸角，身為臺灣隱形冠軍的中堅企業(yè)也不能落後。成立已超過50年的東培工業(yè)（TPI），除了長期配合機械、汽機車、3C等產(chǎn)業(yè)所需，生產(chǎn)高品質(zhì)深溝滾珠軸承，讓臺灣的工業(yè)不必完全仰賴國外進口產(chǎn)品，就能夠獨立成長。
且看好近年來自動化、工具機主軸、機器人等市場，TPI精密軸承涵蓋BT50以下主軸，包括磨床主軸、車床主軸、導(dǎo)螺桿支撐座及C軸等相關(guān)應(yīng)用，已開發(fā)型號達70個以上，衍生規(guī)格超過150個；加上經(jīng)過特殊熱處理及專用材料後，導(dǎo)螺桿用支撐軸承壽命可大幅提昇，已成為業(yè)界標準選用規(guī)格。此外，同時開發(fā)在地化機器人專用的TD減速機及薄型軸承讓業(yè)界選用，使其在壽命、性能上皆媲美日系產(chǎn)品，提升臺製機器人產(chǎn)業(yè)的競爭力。
| 圖1 : 東培智慧製造建構(gòu)（source：東培） |
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加強彈性客製化 滿足上下游產(chǎn)業(yè)需求
尤其因應(yīng)近年來國際工業(yè)4.0潮流，東培掌握微米級精度的核心加工技術(shù)，為確保製品的品質(zhì)，而在內(nèi)部成立精機事業(yè)部；並專責開發(fā)製造關(guān)鍵的夾治具、組裝，同時大修改造廠內(nèi)的新舊生產(chǎn)設(shè)備。東培具備從鍛造、車削、熱處理、鋼珠、鉚釘、保持器、密封板等一條龍生產(chǎn)規(guī)模，除臺灣桃園廠、中壢廠之外，也陸續(xù)完成了上海廠及印尼廠全自動化生產(chǎn)線。廠內(nèi)經(jīng)物流系統(tǒng)、輸送機進行自動化進出料管理，在關(guān)鍵製程導(dǎo)入SCARA、協(xié)作型機器人與視覺檢測系統(tǒng)，讓人員只作單純檢核作業(yè)，減少人為無效工作。
東培工業(yè)公司自動化推進部經(jīng)理呂學(xué)謙表示，其實該公司很早就投入設(shè)備、產(chǎn)線自動化，並經(jīng)過PMC委由國瑞汽車輔導(dǎo)、引進TPS制度，利用精實生產(chǎn)消除浪費；再不斷從參訪中汲取經(jīng)驗，擴及到可視化流程，達到全系列產(chǎn)品的品質(zhì)管理；建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)、機器學(xué)習(xí)來執(zhí)行智慧決策，強化研發(fā)與客製化能力，以加速實現(xiàn)智慧製造目標。
於2016年成立的自動化推進部，就是在整個計畫內(nèi)，直屬於總經(jīng)理之下的主導(dǎo)單位，得以跨部門整合公司內(nèi)部從機械、電控軟硬體到現(xiàn)場單位的所有需求；尤其在掌握管理設(shè)備know-how時，可納入精機事業(yè)部支援；進而建立智慧工廠，實現(xiàn)設(shè)備保養(yǎng)整修、流程改善合理化，同時利用設(shè)備連網(wǎng)後建立系統(tǒng)，達到可視化及智慧決策，提高桃園、中壢兩廠設(shè)備稼動率。
呂學(xué)謙強調(diào)，東培在臺灣的優(yōu)勢就是反應(yīng)速度快，能否搶下短╱急訂單，端視產(chǎn)線應(yīng)變速度，因此積極推動快速換模和現(xiàn)場產(chǎn)線的標準化、合理化變得很重要。目前上海廠主要供應(yīng)大陸內(nèi)需市場，臺灣廠則訴求少量多樣；2017年第三季開始稼動的印尼廠，則鎖定東南亞汽機車產(chǎn)業(yè)客戶。
邁向智慧製造服務(wù)化 135計畫起步走
東培近期執(zhí)行的「135計畫」在於透過智慧製造合理化改善來提高員工產(chǎn)值，將該公司智慧工廠區(qū)分為設(shè)計自動化、生產(chǎn)自動化、know-how及人員管理智能化、生產(chǎn)管理自動化等4項主軸，再衍生出14項子計畫來執(zhí)行，以提高產(chǎn)品價值與人員產(chǎn)值30%；更達到引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成效，協(xié)助客戶開發(fā)客製化產(chǎn)品，估計在2016~2020年期間內(nèi)總體營收將挑戰(zhàn)年營業(yè)額新臺幣百億元。
首先在「設(shè)計自動化」上，呂學(xué)謙指出，現(xiàn)今東培透過內(nèi)部研發(fā)部門與學(xué)界合作開發(fā)的系統(tǒng)上線後，只要輸入內(nèi)外徑的必要設(shè)計參數(shù)和基準，就能經(jīng)過資料庫交換自動演算出模型，同時生成軸承各製程相關(guān)的參數(shù)及圖面。不僅比以往由工程師人工設(shè)計產(chǎn)品所花費的時間可省下約46% lead time，還能夠用來弭平人才斷層。
且軸承生產(chǎn)端設(shè)備的圖面還更多，從進料鋸斷→車削→熱處理→粗/精研磨→組裝生產(chǎn)等過程會有成千上百張夾治具工程圖面，工程師恐耗費10天以上來設(shè)計夾治具，該系統(tǒng)自2016年底上線以來，總計已省下80%工作時間。
| 圖2 : 設(shè)計自動化系統(tǒng)架構(gòu)（source：東培） |
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進入重要的「生產(chǎn)自動化流程」，東培除了目前在廠內(nèi)每條產(chǎn)線上都有約30部以上機臺，可大幅精省人力；還首創(chuàng)研磨鋼珠製程的自動控制系統(tǒng)，有別於過去須靠老師傅手動測量尺寸，再依精度調(diào)配加工條件；在納入線上自動量測並回饋功能後，可自動加工調(diào)整到鋼珠指定尺寸為止，大幅降低人員作業(yè)負荷。
另外，為嚴密防止車削時刀具崩壞，導(dǎo)致後續(xù)產(chǎn)品不良，自2016年起，與法人合作開發(fā)刀具微崩檢出系統(tǒng)，利用聲紋比對原理監(jiān)控，現(xiàn)已投入中壢廠示範產(chǎn)線使用。
至於主要負責軸承後段精密研磨與組裝的桃園廠，則在研磨設(shè)備內(nèi)部砂輪軸上安裝加速規(guī)，以長時間監(jiān)控、記錄製程中軸承振動狀態(tài)，並定義出振動上下限後給予預(yù)警，以免影響到整線機臺稼動率。呂學(xué)謙說：「由於軸承特性較為特殊，過去人員只能透過測振儀來監(jiān)看振動波形及聲音，容易造成誤判，透過機器分析線上生產(chǎn)之軸承轉(zhuǎn)動成品的波形訊號，確認是內(nèi)、外環(huán)、鋼珠傷或灰塵等異物進入擾動，可回饋到製程即時改善。如此可確保終端客戶使用軸承的壽命、噪音及精度?！?/span>
呂學(xué)謙表示，由於東培生產(chǎn)的軸承主要提供工業(yè)大量使用，客戶頗為重視追溯性，需在軸承以雷射刻印生產(chǎn)時間、設(shè)備、產(chǎn)線?！溉绻ぞ邫C用的主軸一支就可能要價達數(shù)十萬，關(guān)鍵軸承必須經(jīng)由設(shè)備全檢，以100%保證軸承尺寸、迴轉(zhuǎn)精度等精密特性與品質(zhì)；並將內(nèi)外徑尺寸、寬度、面差等量測結(jié)果，刻印在每顆軸承寬度面上，方便客戶使用。目前相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)均已實際上線?！?/span>
所開發(fā)的「TMES智慧分析系統(tǒng)」功能，已導(dǎo)入示範線，可用來蒐集設(shè)備稼動率及產(chǎn)出良率等相關(guān)參數(shù)、資料後，上傳到MES、ERP系統(tǒng)排程後，瞭解現(xiàn)場有無達成預(yù)期生產(chǎn)目標，或瓶頸何在？並直接在智慧手機顯示4廠生產(chǎn)狀況，便於管理者及時掌握生產(chǎn)資訊。
| 圖3 : TMES智慧分析系統(tǒng)（source：東培） |
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滿足客戶專用需求 提高製造服務(wù)化能力
東培提供豐富多元的系列產(chǎn)品及服務(wù)能力以配合客戶的需求，未來還要與客戶技術(shù)交流、協(xié)同開發(fā)。例如針對不同產(chǎn)業(yè)需求，東培在研發(fā)部門分為產(chǎn)機、自動車、工具機等小組，只要有需求出現(xiàn)，就能隨時提供服務(wù)。
包括近年來推出流體動壓軸承（FDB），經(jīng)過車削銅件讓內(nèi)部環(huán)╱溝可含油自潤，其內(nèi)徑可小於3mm，具備高速、靜音及高可靠度等優(yōu)點，轉(zhuǎn)速可達到23,000rpm以上、符合輕量化要求，現(xiàn)已大量應(yīng)用在高階3C電子產(chǎn)品之散熱模組；另推出的混合型軸承足以符合不同產(chǎn)業(yè)客戶需求，如要求低轉(zhuǎn)矩，並同時兼顧防塵性的自行車業(yè)。用於工具機產(chǎn)業(yè)的高轉(zhuǎn)速軸承，就會用上陶瓷滾珠。
| 圖5 : 高速精密斜角滾珠軸承（source：東培） |
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另在公司內(nèi)部還成立市場服務(wù)工程師團隊，分散於商品研發(fā)部、品管課協(xié)力專責處理客戶應(yīng)用端問題，透過頻譜、FTIR、SEM/EDX儀器來解析客戶端使用軸承上的疑問，並且提供客製化服務(wù)及完整的解決方案。
創(chuàng)新商業(yè)模式 跨足整廠、綠能產(chǎn)業(yè)
值得一提的是，該公司精機部運用在軸承生產(chǎn)線自動化的經(jīng)驗，將營運觸角延伸到與國外廠商的合作案。從引進日本專業(yè)鋁擠型平送輸送設(shè)備的設(shè)計模式開始，訂定了為業(yè)界提供整體系統(tǒng)設(shè)計服務(wù)的路線，現(xiàn)也完成了多家公司的生產(chǎn)線連結(jié)輸送系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計與施工，包括汽車零組件、壓縮機活塞、磁碟片製造廠生產(chǎn)線的省人自動化。
且由於對研磨設(shè)備與軸承應(yīng)用上的深入了解，東培也為客戶同時建構(gòu)了從設(shè)備、砂輪軸與主軸改造維護大修，到整機輸出等完整服務(wù)能量。包括2000～2003年便陸續(xù)派員至日本日立造船，研習(xí)TFT-LCD用彩色濾光片（Color Filter）的研磨設(shè)備組裝維護技術(shù)；再接受日本研磨機製造商委託，承接研磨設(shè)備治工具設(shè)計製作；在臺灣TFT製造客戶端配合設(shè)備安裝、試車及改造等。
目前客戶還納入了半導(dǎo)體、太陽能產(chǎn)業(yè)，提供晶圓棒/晶碇切片機使用鑽石切割線專用的主導(dǎo)輪包膠與車溝的一貫化流程服務(wù)；並配合客戶需求，調(diào)配不同的包膠材質(zhì)與新型溝型的形狀、尺寸與間距，可用來引導(dǎo)切割線精準定位，使切割下來的晶片厚度一致，而減少後續(xù)研磨的製程。
在節(jié)能減碳表現(xiàn)上，東培重視綠色節(jié)能生產(chǎn)的重要性，在廠內(nèi)導(dǎo)入能源管理系統(tǒng)EMS，可提醒廠內(nèi)合理管控節(jié)能；並積極投入綠能產(chǎn)業(yè)，代為銷售日本母公司NTN的混合型路燈，現(xiàn)已於中壢廠應(yīng)用展示。
| 圖7 : 鑽石切割線專用的主導(dǎo)輪（source：東培） |
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此外，桃園廠也已通過ISO50001認證，臺灣兩廠內(nèi)皆成立節(jié)能減碳委員會，主導(dǎo)節(jié)能減碳業(yè)務(wù)，以及設(shè)立節(jié)能減碳提案改善制度，定期檢討、審核各部門節(jié)能目標；並且建置完成EMS能源管理系統(tǒng)，於2017年7月上線至今平均可節(jié)能2.8%。能可視化監(jiān)控整廠耗能情況和重要的耗能設(shè)備，如空壓機、冰水機，一旦超過現(xiàn)場需求就會示警，讓現(xiàn)場人員即時處理；自動化推進部負責整合各部門需求並建立系統(tǒng)，使之得以可視化、異常預(yù)警及通報。
東培的智慧製造是以精實生產(chǎn)為基礎(chǔ)強化體質(zhì)，強化後再逐步發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及機械學(xué)習(xí)，藉由產(chǎn)線監(jiān)控及智能分析提高品質(zhì)與生產(chǎn)效率，並利用精密加工技術(shù)發(fā)展跨領(lǐng)域產(chǎn)品，朝公司百億目標邁進，以期共同提升產(chǎn)業(yè)的競爭力。
