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EaaS驱动数位深化转型
工具机2024年迎风向前
[作者 陳念舜]   2024年02月25日 星期日 浏览人次: [1547]

虽然2024年元月台湾整体机械业出囗,总算由负转正。但工具机仍在前3大机种中维持负成长,未来还要慎防各国大选後加剧地缘政治冲突。惟若能趁机强化与终端客户连结,导入「设备即服务(EaaS)」等模式来深化数位转型,可??化危机为转机。


根据机械公会(TAMI)最新整理今年元月海关统计机械业出囗统计数据显示,其中出囗值排名前3大机种,依序为:检量测设备4.12亿美元,较上年成长33.8%、占比16.8%;电子设备3.71亿美元,较上年成长23.7%、占比15.1%。唯有工具机1.94亿美元,较上年同期减少18.2%、占比7.9%,即除了受到传统汽车业持续萎缩与地缘政治冲突因素影响,加上日币贬值冲击外销订单,尚未摆脱谷底。


另依台湾工具机暨零组件公会(TMBA)指出,由於地缘政治、中国大陆经济低迷及各主要国家带头升息抗通膨等变数,使得全球制造业短期需求尚未有起色,此亦反应在各工具机主要生产国的出囗表现。包括依日本工具机工业会(JMTBA)最新公布统计,同期日本工具机订单金额约1,109亿日圆,较去年同月减少14.1%。但考量工具机刚性需求的特性,以及各国积极因应净零碳趋势,将继续影响市场对工具机的消费需求。



图一 : 根据机械公会(TAMI)最新整理今年元月海关统计机械业出囗统计数据显示
图一 : 根据机械公会(TAMI)最新整理今年元月海关统计机械业出囗统计数据显示

唯有工具机1.94亿美元,较上年同期减少18.2%,尚未摆脱谷底。(source:TAMI)


聚焦人文关怀与社会责任 藉ESG强化供应链韧性

然而,即使面临两岸ECFA早收清单优惠可能不再,台湾工具机今年元月出囗大陆(含香港)金额0.59亿美元、年增54.8%,仍是出囗最大市场;至於年初至今,屡传出销往土耳其的机种若被转售至俄罗斯,恐违反美方出囗禁令的工具机出囗值则仅馀0.18亿美元、年减34.4%,在单一地区占比9.4%,却仍仅次於大陆(含香港)30.6%、美国17.3%。


加上2024年适逢多国政府改选,环保、贸易与科技战再起将更为壁垒分明,更加深供应链瓶颈。就连台湾传统产业聚落也无法幸免,势必要加入在地采购、分散供应链布局,同时满足企业在社会责任(S,Social)领域,对永续与人文关怀要求。


精进品质及环保意识 迎合制造业减碳浪潮

且自2025年开始,台湾出囗导向的制造业将陆续面对国内外碳费/税压力、2030年能源效率倍增等要求的关键技术和产品。工具机产业也积极投入环保意识(E,Environmental)领域,追求符合ISO14064(碳盘查)/14067(碳足迹)/14955-1(能源效率设计)等标准;进而探讨在工具机OEM装配与End user加工制程阶段,如何持续精进品质与公司营运治理(G,governance)能力。


TMBA也居中扮演积极辅导及媒合角色,避免产业过度重覆投资,而分别新增3大委员会:


1.E.委员会:针对6大机种推动产业类别原则PCR、工具机节能标章评监制度;


2.S.委员会:从事友善环境、人才培育、产学合作等活动;


3.G.委员会:透过聚落推动产业链韧性评级、机械安全风险评估等,提升产品品质与责任。


身兼TMBA理事长的永进机械董事长陈伯隹指出「目前工具机产业务必要投入数位转型,运用数位科技改变企业价值,创新服务模式;同时透过绿色转型,打造多元绿能,实现净零碳排目标。」将既有产品从三轴升级多轴复合机种、加入AI、自动化软体整合服务等,掌握多元化技术,从而快速回应市场变局挑战,解决客户在制造业前端每日生产都会遇到的痛点。


进一步了解各产业不同应用需求,并形成产品、技术发展的转捩点。目前业界正分别导入电动车多工切削加工中心机、复合式加工机台、自动化、智慧化生产单机;航太五轴加工中心机、复材专用五轴高速龙门、立式车铣复合机;半导体超音波加工机、卧式加工中心、高精度立式加工中心;新能源龙门车铣复合机、大型立式车床等需求机种。



图二 : 目前工具机产业须进一步了解各产业不同应用需求,并形成产品、技术发展的转捩点。(source:TMBA)
图二 : 目前工具机产业须进一步了解各产业不同应用需求,并形成产品、技术发展的转捩点。(source:TMBA)

落实EaaS深化转型 重新定位元件、次系统及自动化价值

此外,回顾2023年欧洲工具机展(EMO)以商业价值(Future of Business)、互联性(Future of Connectivity)、生产可持续性(Future of Sustainability in Production)为主轴,率先展演各式创新制造应用趋势。


工研院也藉此推荐「设备即服务(Equipment-as-a-Service;EaaS)」商业模式,可为客户提供专业服务及价值,提倡分解工具机制程为服务导向的IT微服务管理模式,重视代理商、通路商与终端客户需求回??。企业则能避免支出大量的初始资本,并在长期内分摊节约潜在成本。


其中在「商业价值面」,包括利用销售融资方式及新概念带来的商业机会,促成生产和业务流程组织的翻转变革,近年来工具机产业「不只卖机器,还卖服务」;「互联性」,透过自动化流程、工业4.0、工业物联网(IIoT)等相关技术导入工具机应用,让人与机器间的互动更为紧密与无缝;「生产可持续性」,不只涉及单一产业,而是纳入绿色工具机、设备/零组件回收与利用、高效切削液开发等,涉及整个社会永续议题。


如DMG MORI基於客户正进行数位转型契机,为了在此短链时代快速了解客户需求,设备智慧化须能不断创新,发展针对工具机产品、全生命周期的数位创新服务。在数位分析决策时,提供客户分散式生产制造服务,朝向数据搜集、资料分析、制造服务平台等发展,坚持数位化、智慧化为工具机技术的布局关键。


进而培养顾问谘询与整体方案能耐,投入AI+IIoT技术,提升制造服务占比达45%,包括预测维护、远距保养及优化机台与制程、刀具预调及校正服务等;快速维修机台和备品管理,对客户全时24hrs/7天供应所需备品零件,以确保其生产不间断。


最後提出「工具机订阅制(Netfix of Manufacturing)」概念,强调能让客户只需要几万元/月就可将400万元设备带回家。同时提供杀手级的App应用程式,例如有否撞机、切削液的温度监控。让机台设备比照Tesla的OTA机制,持续训练AI模型,达成长久的智慧化并克服缺工。



图三 : DMG MORI基於客户正进行数位转型契机,发展针对工具机产品、全生命周期的数位创新服务。(source:EMO 2023)
图三 : DMG MORI基於客户正进行数位转型契机,发展针对工具机产品、全生命周期的数位创新服务。(source:EMO 2023)

在「互联性」层面,瑞士精密内外圆磨床制造大厂STUDER也在EMO 2023期间,首次同时展出新型上/下料机insertLoad、roboLoad 和uniLoad等3种全新自动化解决方案。其中透过insertLoad通用上下料系统解决方案,集标准化系统的优点和极大灵活性於一身,可在中心距不超过1,000mm的情况下,支持该公司万能内外圆磨床S33/S31的标准化自动上下料作业,另针对其他机型的应用则正在筹备中;并由Fanuc机器人在上下料系统和工具机加工区之间的线性轴上自行移动,处理操作通常在30~60min之内完成自主自动??圈。


进而利用insertLoad设计精巧,使用方便的数位设置向导,可让用户毋须任何程式设计知识,自行选择於两顶尖之间或是卡盘中配置,分别处理直立、横置的工件;磨床操作员也能根据其意愿和要求,调整托盘的容量和自动程度,因此能处理在几何尺寸、重量和大小方面具有巨大差异的零件。在采用交替模式时,工件重量不超过1.5 kg;采用单件模式时,工件重量不超过5 kg。



图四 : STUDER在EMO 2023期间,首次同时展出新型上/下料机insertLoad通用上下料系统解决方案,可支持该公司万能内外圆磨床S33/S31的标准化自动上下料作业(source:STUDER)
图四 : STUDER在EMO 2023期间,首次同时展出新型上/下料机insertLoad通用上下料系统解决方案,可支持该公司万能内外圆磨床S33/S31的标准化自动上下料作业(source:STUDER)

STUDER公司CTO Daniel Huber同时强调,「可持续发展」对於该公司的重要性!「从长远来看,只有那些能提供先进、高效的智慧化工具机制造厂商才能取得成功。」Daniel Huber认为,如今包含STUDER开发的SmartJet冷却系统,已可显着减少了磨削过程中,对於冷却润滑剂和能源的需求,并为行业树立了新标准。


值得一提的是,根据STUDER COO Stephan Stoll介绍了营运部门的概况:「即使2023年生产的工具机产品组合已转向更复杂的系统,最重要的营运专案包括投资自动化生产设备和最先进的测试台。惟得益於积极的采购管理和全球供应链的正常化,订单得以按期执行。」


就连STUDER客户关怀部门也续第二年创新空前销售记录,涉及从维护、服务到备件、翻修等所有业务领域,在2023年底的订单情况再次高於平均水准,对於下一年度将会是积极的信号。


Stephan Stoll也对联合磨削集团内部实施的联合生产战略表示肯定,使得STUDER获得了良好的产能利用率。由於STUDER也是全球为数不多,能自产高品质主轴的磨床制造大厂之一,使之於工具机零组件上,具有重要战略意义的专业知识得到了有针对性的扩展。


展??2024年经过近几年的大量投资,STUDER即将重组旗下物流流程和仓库基础设施。Stephan Stoll表示:「该专案核心是一个中央物流枢纽与货柜仓库直接相连,利用全自动仓储系统具有更高的效率,将更利於整机生产和备件处理。」


TMTS 2024打造数位减碳双轴平台 创造ESG对话环境


图五 : 基於台湾??泽具备100%自制设计主轴台、动力刀塔等车床关键模组的开发能力,进而提供所需售前、售中、售後等服务化解决方案。(source:台湾??泽)
图五 : 基於台湾??泽具备100%自制设计主轴台、动力刀塔等车床关键模组的开发能力,进而提供所需售前、售中、售後等服务化解决方案。(source:台湾??泽)

台湾即将在今年三月假台北南港展览1、2馆举行的TMTS 2024,则预计会呈现数位转型(DX)及绿色转型(GX)两大主轴的解决方案和周边服务的完整生态系;同时与国际接轨,规划由20家厂商和40部机台组成有史以来最大规模的umati专区,让工具机和周边设备连至客户特定的IT生态系统,兼具简单性、安全性及顺畅性。


台湾??泽科技预计叁展的EX-2000YS高精度车铣复合机,也因为搭载其自行研发的SWM系统,在智慧能源监控领域取得了重要突破,并为使用者提供了更加节能、环保的操作体验,已成为台湾首台通过绿色智慧机械认证(ISO14955)的复合机种。


包含导入先进变频油压系统,减少使用油冷机;并透过自动油脂润滑设计与精密控制系统,得以确保机械运转顺畅而省油20%。采编程控制输送机及主轴风冷机升级,以提高操作灵活性、有效降低能源消耗15%;同时配备智慧型负载耗能监控系统,即时监测机械运作状态,以实现最隹能源利用率;再加入环境友善设计,进一步减少能源消耗10%,藉此降低运营成本和对於环境的影响。


经过安装大量感测器而更为聪明,具备温控、防碰撞、模拟切削等智慧加工监控的虚实整合功能,为用户提供更智能、环保的机械加工体验。进而搭配FANUC控制器的数位分身(Digital twin)功能,以及搭配台湾??泽自主开发软体介面,将能源消耗、稼动率监控一览无遗,方便判断良率、产能和效率,并持续更新进化,获得客户反映隹。


EX-2000YS不仅在能源节约方面取得卓越成果,还通过加工优化,降低系统排碳。既采用内藏主轴设计,达到更精密的加工精度,同时提升轴向移动速度50%;且经由正??内藏主轴设计,增强Y轴机能,近年来主要跟随电动车产业需求持续成长。


台湾??泽并将「模组化」的设计概念导入该机种,强调其规格弹性,能於单机同时展现多机种型态;得以更紧凑的机台尺寸,达到最隹生产能力与占地面积的比例,而获得学校青睐。透过与中兴大学合作,测试与搜集工具机心脏的主轴、螺杆、轴承等模组的大数据分析,以确保机台结构稳定可靠,进而提前预测何时该更换耗材,实现「零意外停机(Zero downtime)」。


基於该公司具备100%自制设计主轴台、动力刀塔等车床关键模组的开发能力,经过各式最高端日系加工设备与恒温控制厂房,控管制程精度;并利用系统化机构设计硬体+客制化软体开发的整合能力,20年已累积数千台客制化实绩,特殊机种出货占比30%以上,进而提供所需售前、售中、售後等服务化解决方案。


这次认证将有助於??泽继续追求卓越,致力提供更高品质、更具绿色创新性的产品与服务。同时采取稳扎稳打策略来保证服务品质,仅先在两岸提供客制化Turnkey Solution就近服务,於欧美以代理/经销单机为主。



图六 : 台湾??泽科技预计叁展的EX-2000YS高精度车铣复合机,已成为台湾首台通过绿色智慧机械认证(ISO14955)的复合机种。(source:台湾??泽)
图六 : 台湾??泽科技预计叁展的EX-2000YS高精度车铣复合机,已成为台湾首台通过绿色智慧机械认证(ISO14955)的复合机种。(source:台湾??泽)

台湾??泽科技公司董事总经理戴云锦表示,眼前因大陆制工具机的技术受惠於日、韩商带动出囗而逐步崛起,又具有经济规模、便宜等优势,估计在2023年Q4出囗占比已达到世界第一;加上在中低阶市场的定位与台制品的重叠性高,对於台湾中小企业的影响首当其冲,将更甚於海峡两岸经济合作架构协议(ECFA)早收清单存废与否。至於部份工具机或零组件被转售至俄罗斯实属无奈,即使已先切结禁售第三方证明书,也只是防君子不防小人。


但两者共同的问题,都不外??过去工具机出囗都委由代理/经销通路,未来应改为多接触End user;其次是以中小企业为主,必须加速整并或协同作业,才能强化竞争力来应对终端客户压力。台湾??泽现也逐步扩充海外据点,一改过去专心生产制造,营销委由通路商模式。


此外,因为台湾的工具机厂商规模普遍不大,主要对手又锁定日本、德国等先进国家业者,但日本工具机大厂规模便几??是台湾工具机产业的总和,所以在国际市场竞争相当辛苦。关键将在於业界如何共同努力投入改善,提升工具机品质和营运模式,务必要创造更高价值或重塑品级定位,落实绿色与数位转型,才能免沦为被替代的进囗机种。


台湾??泽也在日前宣布向中兴大学机械工程学系捐赠7套量身订做市价超过千万的「预兆诊断教学研究设备」,将成为学生学习智能化主轴轴承寿命、滚珠螺杆加工运行预兆诊断机能技术的关键工具。戴云锦认为:「该设备应用预测性的维护技术,将有助於降低能源消耗,实现工具机的环保、高效,为绿色制造立下新典范。」


**刊头图(source:acp-digital.com)


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