眼見2050淨零排碳的時程正步步進逼，國內(nèi)外碳價（稅）措施也即將在今年陸續(xù)啟動。未來任何一家未在時限前達標的製造業(yè)者，恐將都難有立錐之地。唯有及早入手低功耗，有助於節(jié)能減碳的高效自動化機器設(shè)備、零配件，以收釜底抽薪之效。
展望今（2023）年工具機產(chǎn)業(yè)能否實現(xiàn)微幅成長的變數(shù)，包括歐盟已宣告將自今年10月起，正式針對進口鋼鐵與水泥等高污染產(chǎn)品課徵「碳邊境調(diào)整機制」（CBAM）關(guān)稅；以及美國審議中的《清潔競爭法案》（Clean Competition Act，簡稱CCA）一旦通過生效，最快甚至將從2024年起課徵碳稅，直接衝擊兩地合占臺灣出口市場21.8%、逾千億美元營收。
立法院也在近期三讀通過《氣候變遷因應(yīng)法》，將自2024年開始，先針對年排放量逾2.5萬公噸二氧化碳當量（CO2e）的直接或間接（用電）排碳大戶，包含鋼鐵、石油煉製、水泥、半導體、電力業(yè)等，徵收首波碳費。
依國發(fā)會早前宣示淨零轉(zhuǎn)型階段目標及行動，預(yù)估將在2023~2030年投入4兆元，透過發(fā)展12項關(guān)鍵戰(zhàn)略技術(shù)及供應(yīng)鏈，成功創(chuàng)造5.9兆元產(chǎn)值。其中即包括「「產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)低碳化」，係透過物聯(lián)網(wǎng)、人工智慧、大數(shù)據(jù)、雲(yún)端運算來監(jiān)測能源，並進行最佳化調(diào)度使用，以減少高耗能設(shè)備使用待機和空轉(zhuǎn)的電力，協(xié)助臺廠減碳及促進減碳產(chǎn)品行銷國際。
工具機擴大排碳應(yīng)用市場 發(fā)揮供應(yīng)鏈差異化優(yōu)勢
工具機暨零組件產(chǎn)業(yè)同業(yè)公會（TMBA）為了及早因應(yīng)碳管理的議題，利用「數(shù)位轉(zhuǎn)型」與「綠色節(jié)能」為主軸，透過旗下委員會會專業(yè)分工、專責推動的方式，來建構(gòu)讓會員廠商信任的永續(xù)創(chuàng)值智慧製造平臺。由一家中心廠帶動供應(yīng)鏈約20家衛(wèi)星協(xié)力廠的「以大帶小」策略，建構(gòu)減碳、智慧智造能力，以達成產(chǎn)品高值化；並透過普遍化引用產(chǎn)業(yè)規(guī)範，提升產(chǎn)業(yè)競爭力等具體作法，來因應(yīng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)外的挑戰(zhàn)與考驗，落實工具機暨零組件產(chǎn)業(yè)的永續(xù)智造。
東臺集團董事長嚴瑞雄進一步指出，雖然近期臺灣工具機產(chǎn)業(yè)出口仍面臨美國為抑制通膨而緊縮貨幣，造成日、韓貨幣競貶下的壓力。但個別地區(qū)或景氣起伏是常態(tài)，除了短期內(nèi)開源節(jié)流之外，還要為中長期打底布局，未來臺廠仍須善用於供應(yīng)鏈的韌性優(yōu)勢，聚焦在交通運輸領(lǐng)域的航太、電動車，以及風力發(fā)電、氫能燃料電池等再生能源產(chǎn)業(yè)，擴大終端減碳應(yīng)用市場，找出可充份發(fā)揮差異化優(yōu)勢的空間。
| 圖1 : TMBA為了及早因應(yīng)碳管理的議題，利用「數(shù)位轉(zhuǎn)型」與「綠色節(jié)能」為主軸，東臺集團董事長嚴瑞雄也指出，未來臺廠仍須擴大終端減碳應(yīng)用市場。（攝影：陳念舜） |
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榮田迎接航太起風商機 斬獲臺灣精品金質(zhì)獎
例如近期東臺旗下的工具機大廠榮田精機，便頻頻反應(yīng)其來自風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)所帶動的大型、高價金屬加工設(shè)備需求，簡直可以用「瘋」了來形容！尤其隨著風機系統(tǒng)採購成本持續(xù)降低，與產(chǎn)品更迭速度加快的狀況下，可獲利的市場規(guī)模門檻顯著提升，促使風機業(yè)者勢必調(diào)整營運架構(gòu)以應(yīng)變，臺灣也有政府全力扶植風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，並維持供應(yīng)鏈本土化策略。
榮田因為長期專注於開發(fā)立式車床，且與不同產(chǎn)業(yè)保持密切聯(lián)繫，透過直接拜訪客戶銷售高階機種，與歐日系大廠短兵相接，而非僅止於紅海競爭。所以雖然自2019年底COVID-19疫情爆發(fā)後，原來由航太製造業(yè)訂單貢獻約30%營收戛然而止，卻看到各國因競推再生能源政策，趁勢掌握龐大商機。
基於未來風力發(fā)電機本體和零組件體積，將隨著裝置發(fā)電量（MW）從現(xiàn)今10MW不斷成長到15MW，甚至向20MW以上發(fā)展，造成巨型離岸風機零件加工蔚為趨勢。包括風機鑄件大廠永冠能源科技集團便決定返臺，與其重要客戶Siemens Gamesa結(jié)盟投資，在臺中港設(shè)廠生產(chǎn)風機鑄件。
廠內(nèi)加工設(shè)備也從起初指定採購義大利PAMA品牌工具機，到了2021年永冠與榮田合作後，因肯定其製造與服務(wù)能力，可同時提供單機性價比優(yōu)於歐系機種的立式車床、車銑複合加工機，以及更完整Turnkey工程服務(wù)。包括建議客戶採取以車代磨、線上量（檢）測風機軸承等大型工件所需工法；以及首度在徑寬達3.5m、6m大轉(zhuǎn)盤機種，引進智慧化自適應(yīng)切削、數(shù)位分身（Digital Twins）轉(zhuǎn)型成果與碳中和能源管理系統(tǒng)，皆是對客戶最有價值的功能，並在過程中逐步培養(yǎng)雙方信任，買方自然也會持續(xù)添購設(shè)備，榮田也藉此，加快自身在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的腳步。
到了2022年榮田來自風力電機產(chǎn)業(yè)收入，已貢獻營收達50%，且將廠內(nèi)所有產(chǎn)線均轉(zhuǎn)型成專用於生產(chǎn)其精密零組件所需的大型立式車床，同時提供多年來於航太等不同產(chǎn)業(yè)累積的專業(yè)知識Domain knowledge，才有機會將成果效益繼續(xù)衍生發(fā)展，進而突破受歐系品牌壟斷市況，成為推動臺灣成為全球高階製造中心亞洲據(jù)點的一大助益。
近期已成功接獲來自工具機、風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)件及大型軸承、半導體設(shè)備的腔體零件、流體機械、齒輪與特殊閥門等行業(yè)用戶的大量訂單，其中首度接獲的超大型閥門訂單，其加工體直徑長達5m、重量約35公噸，讓榮田躋身南部少數(shù)能加工超大型工件的精密機械加工廠。
| 圖2 : 工具機大廠榮田精機，頻頻反應(yīng)其來自風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)所帶動的大型、高價金屬加工設(shè)備需求，簡直可以用「瘋」了來形容！（攝影：陳念舜） |
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另隨著近年來全球航太產(chǎn)業(yè)逐漸復甦跡象，加上油價高漲及淨零碳排目標在前，航空公司要想提高獲利，首要解決節(jié)省油料問題。榮田則為了高效加工航空業(yè)新一代LEAP節(jié)能引擎零件，特別帶領(lǐng)5人技術(shù)團隊進駐客戶工廠，逐一找出所有痛點並著手優(yōu)化，進而開發(fā)出智能化CNC立式車床VL-100CA，也首度獲得2023臺灣精品金質(zhì)獎肯定。
其除了配置可達350bar的高壓出水系統(tǒng)及刀具，解決難切削加工材料不易斷屑問題；並搭載榮田自主開發(fā)的同把刀多刀位CAPTO自動換刀系統(tǒng)、超大型40刀位刀庫，克服刀具壽命極短，須頻繁停機卸載刀具的痛點，大幅減少25%換刀時間；以及利用雙工作臺自動交換系統(tǒng)來提升機臺稼動率，毋須停機即可上下料而優(yōu)化效能，協(xié)助客戶降低成本，提高競爭力。
再經(jīng)由單機智慧化的應(yīng)用，導入RFID刀具檢測系統(tǒng)、即時刀具檢測與補正系統(tǒng)、TLM產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)、軸向多段溫升熱補償系統(tǒng)及能耗監(jiān)測等蒐集資訊，來提供改善生產(chǎn)效率及參數(shù)的依據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)能效率最大化。
搭配自主開發(fā)的「一鍵故障排除」功能，可及時將機臺復原至穩(wěn)定運行的狀態(tài)，讓客戶不必仰賴專業(yè)工程師，也能快速排除故障。不僅讓客戶過去所遭遇的各種加工痛點迎刃而解，也大幅提升了廠內(nèi)整體設(shè)備使用效率（OEE），並獲得法國航太產(chǎn)業(yè)Tier 1供應(yīng)商肯定並選用。
雄克引進SCHUNK自動化零組件 提升工具機效能促減碳
另有在追求高效以節(jié)能減碳的「可視化」前提下，工具機除了於關(guān)鍵零組/配件加裝工業(yè)級感測器，不只是Go/No Go功能而已，還必須可藉此監(jiān)測其發(fā)揮50%、70%、100%效能不等時的稼動率，以加速實現(xiàn)智慧機械、智慧製造和ESG等目標，提升工具機附加價值！
由臺灣雄克公司引進的德系自動化、機器人和生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)供應(yīng)商SCHUNK，則藉其提供的快換系統(tǒng)等工具連接機器人，協(xié)助製造或系統(tǒng)整合實現(xiàn)許多加工步驟的自動化，從而提升生產(chǎn)效率。包含其適用於金屬切削加工的機械人夾爪和虎鉗，且可與機器人專用的連接套件組合使用，將有效節(jié)省計劃時間，提高上下料速度達50%，同時改善工具機稼動率。
且有別於傳動氣動式夾具的壓力較難以彈性變化，現(xiàn)在還能透過數(shù)位化感測器反饋力道可視化，並加以精準調(diào)整。在失去氣壓時自鎖，以維護安全及兼顧節(jié)能減碳；同時克服電動夾具夾持力較小，硬體架構(gòu)和軟體編程繁瑣缺點，再將資料數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)，上傳到各家開放式平臺或控制器採集、分析及加值。
近期推出的SCHUNK iTENDO2智能刀柄，則可從「最貼近零件」的位置採集數(shù)據(jù)，測量振動發(fā)生的位置和時間，使金屬切削加工更透明準確、高效，更不易出現(xiàn)故障。iTENDO2 還可以幫助用戶在短時間內(nèi)測試，並導入創(chuàng)新工藝，透過靈敏的刀柄記錄數(shù)據(jù)和比較各種工藝後，找到穩(wěn)定金屬切削的最佳區(qū)域。建立起理想的加工流程。
因為市場足夠分散，即使去年下半年工具機產(chǎn)業(yè)景氣急轉(zhuǎn)直下，仍可藉由其他自動化市場彌補，較不受直接衝擊。看好今年景氣逐漸回溫，臺灣雄克也在今年TIMTOS期間提供產(chǎn)品，與工具機廠商聯(lián)合展出，主要包括：FMS快換托盤/定位系統(tǒng)，佰德、快捷、永進、常銘；協(xié)作機器人隨插即用夾爪，威森、永進；自動虎鉗，永進、常銘；氣動夾爪，永進、協(xié)鴻。
| 圖3 : SCHUNK推出的iTENDO2智能刀柄，則可從「最貼近零件」的位置採集數(shù)據(jù)，測量振動發(fā)生的位置和時間，使金屬切削加工更透明準確、高效，更不易出現(xiàn)故障。（source： d2n4wb9orp1vta.cloudfront.net） |
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瀧澤科推陳出新智慧機械 實踐ESG永續(xù)脫碳智造使命
近年來受惠於電動車或再生能源產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈對於車床加工的龐大需求，而在2022年工具機產(chǎn)業(yè)不景氣聲浪中異軍突起，創(chuàng)下該公司營收空前達到36億元里程碑的工具機大廠臺灣瀧澤科技公司，今年適逢在臺成立50週年，同時宣示將持續(xù)開發(fā)可為製造業(yè)實現(xiàn)ESG永續(xù)減碳目標的智慧車床，並將之定義為「綠色智慧機械」。
其中在「E，Environmental環(huán)境保護」領(lǐng)域，瀧澤科從本業(yè)出發(fā)，為此提供兼具穩(wěn)定加工精度和減少周邊自動化設(shè)備源消耗量的工具機解決方案，以協(xié)助客戶直接在製造現(xiàn)場「脫碳」。
於今年3月6~11日舉辦的「臺北國際工具機展（TIMTOS）」期間，瀧澤科將在於南港展覽一館一樓J0608攤位上，展示該公司甫榮獲臺灣精品獎的工具主軸車銑複合機；搭載與日本大廠相同，瀧澤自製一體式齒輪箱的車銑複合機；以及在臺灣代售的日系機種，搭配TT雙刀架節(jié)省空間，只須2~2.5秒內(nèi)更換工件，將銷售及服務(wù)對象極大化等6款新機，均配備可視化和分析能源消耗量的節(jié)能系統(tǒng)，包括：智慧能源監(jiān)控、加工優(yōu)化降低碳排、智慧加工監(jiān)控虛實整合及友善操作介面，讓客戶更容易培訓操作人員。
瀧澤科表示，該款新世代工具主軸車銑複合機UX-2000ST雙主軸搭配搖擺式銑削主軸及下動力刀塔，雖非五軸機種，但因其馬達輸出馬力強，主軸轉(zhuǎn)速高達上萬轉(zhuǎn)，且加速度快；採取一度一分割精準定位，使之干涉輕微。成為臺灣首臺結(jié)合車削、銑削、銑齒、研磨，以及工件量測、自動化上下料等6大功能的高階車銑複合機。
藉此可取代4種不同類型工具機的加工生產(chǎn)線，節(jié)省在各設(shè)備移動產(chǎn)生的碳排放量50%以上；搭載各項無線量測裝置，於加工後在機臺上量測工件幾何精度與零件表面粗糙度，並即時修正加工參數(shù)，同時進行空間精度校正，使機臺的空間精度與零件加工成品精度達ISO標準1/3，可望在「S，Social社會責任」領(lǐng)域，協(xié)助客戶克服未來因少子化社會導致的缺工難題。
臺灣瀧澤科技公司總經(jīng)理戴雲(yún)錦進一步指出，相較於歐、日系大廠壟斷全球約95%五軸加工機市場，工具主軸車銑複合加工機以車床為基礎(chǔ)，不必旋轉(zhuǎn)軸就能從任何角度執(zhí)行現(xiàn)今70%~80%加工類型，便宜又好用，足以取代傳統(tǒng)車/銑床及滾齒機，就連單件也可生產(chǎn)、兼顧品質(zhì)和良率，藉以減少不必要的浪費或庫存（呆料），將是未來主流機種。
UX-2000ST同時搭載自行開發(fā)的智慧化診斷與監(jiān)控軟體，具有機臺狀態(tài)與加工製程監(jiān)控/關(guān)鍵模組故障預(yù)測與壽命預(yù)估機能，以協(xié)助管理者判斷與排除機臺異常的原因並記錄。於關(guān)鍵零件損壞前2週警示，並透過聯(lián)網(wǎng)由遠端設(shè)備即時掌握機臺狀況以利排程規(guī)劃，有效提升機臺稼動率，且降低停機造成的浪費。以及搭載加工慣性調(diào)整軟體，可透過自動優(yōu)化伺服控制，提高加工尺寸精度及表面粗糙度，縮短加工時間。
利用智慧節(jié)能控制軟體與各項高效變頻元件，由軟體自動判定機臺狀態(tài)主動降低或停止主軸油冷機、鐵屑輸送機、油霧回收機、切削水幫浦等運作，降低能源消耗，較舊機種最多能節(jié)省60%的能源耗損；又是採用臺廠自製主軸、鑄件供應(yīng)鏈廠商的彈性佳而容易配合、價格競爭力強又減省碳足跡。
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至於「G，governance公司治理」領(lǐng)域，瀧澤科利用近3年來疫情期間，在自家廠內(nèi)超前部署，打造2條智能化產(chǎn)線有成，已開始回收投資報酬，協(xié)助瀧澤科及客戶發(fā)揮智能化效益。針對自製主軸、刀架採用模組化設(shè)計，可從零組件採購開始納入減碳及成本考量，以減少批量委外加工，造成不必要的庫存和浪費。
同時建立尺寸規(guī)格與使用履歷，除可透過工件&工具自動量檢測，針對粗裁後的工件先量測再上線加工以防碰撞，方便利用數(shù)位分身模擬生產(chǎn)。既節(jié)省人力和避免浪費產(chǎn)能之外，還能提升服務(wù)價值、品質(zhì)、良率和精度，帶領(lǐng)同業(yè)和供應(yīng)商共同成長，於售前為客戶量身訂作、售後由代理商處理維修保養(yǎng)及更換工作，未必都需要原廠工程師出差。
在今年TIMTOS展出瀧澤科自製一體式齒輪箱LA-350/LS-800，即由主軸齒輪傳動，而減少傳輸扭矩損失，又不易打滑；讓主軸軸承不必承受皮帶張力，因此提升主軸迴轉(zhuǎn)精度；齒輪強度高且壽命長，維修機會不多，雖然成本較目前L400外掛傳動齒輪箱高，但長期使用攤提下絕對劃算！
| 圖4 : 瀧澤科自製一體式齒輪箱LA-350/LS-800，即由主軸齒輪傳動，長期使用攤提下絕對劃算！（source：瀧澤科） |
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近年來瀧澤科甚至推出了「舊機整新，循環(huán)利用」，也就是除了製造工具機本體排碳最多的床身鑄件不變之外，上方機構(gòu)硬軟體皆可改為適用於車銑複合加工，不必機上盒（SMB）就能連網(wǎng)雲(yún)端。
