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传产水泵强化数位转型升级
流体机械导入智慧产销平台
[作者 陳念舜]   2021年12月28日 星期二 浏览人次: [2830]

回顾2021年台湾流体机械相关产业除了因为以出口导向为主者,表现持续亮丽之外,却也同时面临缺料、缺柜等冲击,上半年又曾遭遇缺水危机,恐将影响后续台商回流或扩大投资时的基础建设障碍。所幸也有泵浦制造厂商已提早导入智慧产销平台,强化数位转型升级,可望顺利因应此变局。


由于台湾虽然每年平均雨量超过2,000mm,却受限于地形坡陡水急,难以留存。据统计每年11~4月都是枯水期,倘若水库无法于前一年达到满水位,加上5~6月梅雨季、7~10月台风季期待降雨都落空之后,就会像2021年上半年一样,面临56年来最大枯水期,导致工业、民生限水,台中甚至须供五停二而造成民怨;经济部长王美花对于科学园区和工业区缺水危机,更脱口而出,可考虑开放凿井满足用水需求。



图1 : 2021年上半年台湾面临56年来最大枯水期,导致工业、民生限水,经济部甚至开放凿井满足科学园区和工业区用水需求。(source:tnimage.s3.hicloud.net.tw)
图1 : 2021年上半年台湾面临56年来最大枯水期,导致工业、民生限水,经济部甚至开放凿井满足科学园区和工业区用水需求。(source:tnimage.s3.hicloud.net.tw)

水利署也为此更积极开发水资源,优先解决民间需求,除了增加来自高屏溪伏流水、台中/新竹海水淡化厂水源,以及从水资源中心紧急回收净水,供应工业用水。到了8月发生突如其来的豪雨成灾,过犹不及也让地方政府更关心如滞洪池或抽水站等水利建设,更突显泵浦在水资源系统扮演的重要运输角色,无论是为了避免缺水或洪水泛滥,都有赖于泵浦持续运转。


加上近年来包括台积电等多家科技大厂陆续宣布在高雄投资,也让外界担心当地在水电供应上是否做好万全准备?营建署虽仅回应,在冈桥再生水厂完工后,预计每日可以提供3万吨再生水,灵活调配供应台积电楠梓、桥头等科技园区各厂工业用水需求。但首要之务,仍应先提升雨水、污水下水道接管率,才能确保让再生水成为工业用水稳定的供应来源。


流体机械应用广泛 台厂犹待提升品质竞争力


图2 : 流体机械因为涵盖应用范围甚广,除了家庭使用外,也遍及于机械、电机、汽车、电力、石化、造船、纺织等产业领域。 (source:vpc-inc.com)
图2 : 流体机械因为涵盖应用范围甚广,除了家庭使用外,也遍及于机械、电机、汽车、电力、石化、造船、纺织等产业领域。 (source:vpc-inc.com)

流体机械因为涵盖应用范围甚广,除了家庭使用外,也遍及于机械、电机、汽车、电力、石化、造船、纺织等产业领域。目前主要产品包括:泵浦、阀类、鼓风机、空气压缩机等4类共占流体机械产销90%左右,是工业及生活上不可或缺的零配件。


台湾流体机械制造则始于光复初期,当时尚以辅助机械为主,由修理、仿制到如今自主设计开发,已累积相当的技术。迄今相关业者分布各地约有1,000家以上,且大部份厂商已进入国际市场,多与国外厂商技术合作,年产值超过新台币600亿元。预估未来泵浦市场成长最快地区有:中国大陆、东南亚、中南美、中东,而最具潜力者是印度及巴西。


现今台湾制造应用范围最广的循环式泵浦厂商多达百余家,沉水式泵浦种类繁多,口径由1mm~1,000mm不等,其中凿挖深井用的清水泵浦属水封式;土木建筑工程、下水道等污水泵浦属油封式。虽已有台厂掌握小口径泵浦制造技术,以中小企业为主,但为因应竞争日益剧烈的市场压力,如何有效提升产品品质、降低生产成本,已是当前重大课题。


另有数家较具规模的台湾制造厂商,可生产防洪所需的抽水站大口径泵浦机组,也符合日本仅3~5家大厂、德国2~3家大厂、美国也不超过10家的世界潮流。获得如:台塑、南亚等大厂均采用,显示业者技术已受肯定。反观政府重大公共工程执行单位却仍习于采用舶来品,一旦发生洪灾故障时,恐将无法有效保障人民生命、财产安全。


但由于台湾厂商数量多、规模小,影响力相对有限。为有效拓展国际市场,加速国际化步伐,提升产业在全球的竞争力,产业仍有待整合,以期提升厂家规模,在产品品质、技术与人才方面持续加强。


同时因应使用者需求,该辅导业者尽速建立ISO 9001品质系统,以增加使用者信心;其次为满足消费者的采购模式,应建立完整产品性能数据以供促销;最后为因应国际竞争,应透过公会组织企业联盟,配合国际分工发挥产业整合能力,以拓展国际市场。


导入数位转型策略 强化智慧泵浦产销应用

惟若想导入数位转型策略,在短期内收立竿见影示范之效,仍应以排名前3大领域产品为主。


泵浦便属于流体机械代表性产品之一,目前台厂外移到大陆生产的情况仍较少,主要水泵产品仍以台湾内需市场为主,而高附加价格的工业用与化工用泵则以石化工业、电力工业、自来水、防洪等最主要的市场行业;机械用润滑泵与冷却泵等,主要是提供机械厂商作零配件用,也有部份直接出口。未来的发展方向,仍以公共工程用大型工业用泵、石化与发电等产业泵为最值得研发的产品。


台制泵浦大厂河见电机工业公司总经理方柏宜表示,该公司自从1979年创业以来,便持续投入研发制造沉水泵浦,以HCP自有品牌行销全球,广泛应用于简易排水设施到污水处理厂等,从小到大不同口径应用。尤其在泛用泵浦市占率最高,年产15万具沉水泵,应用产业涵括:公共建设、工业、商用住宅、民生用水等,强调无论是环保废水再生处理、建筑工地积水抽除、一般临时用排水等各种设施,几乎只要有水的地方,就可以见到河见电机产品。


曾荣获2021年台湾精品奖肯定的水冷式沉水泵浦,便采用水流经马达侧冷却设计,使得马达温升低;双组式矽碳钢(Silicon Carbide)轴封、内部铸件经过环氧树脂高固型防水面漆处理,可延长金属寿命避免腐蚀及氧化,使之耐磨耗,并具有法兰接续面及强化不锈钢外罩专利设计,确保可长时间运转,不易进水漏电;内装马达保护器,确保马达最佳绝缘,符合IP68防水等级;操作移动简便;叶轮采用硬度达HRc.55~60度的高铬合金钢材质,为工事泵浦中最高韧性与硬度等级,可抗沙石长期磨损,水量大,可应用在各种工事现场,抽取较低水位。


同时通过UL、CE、CNS、ISO9001/14000及TAF等级实验室等国际安规认证,有助于不断精进研发高效率产品,以节能、环保、开创泵浦科技为使命,再结合环保节能机械发展技术能量,估计全球泵浦年复合成长率约6%,未来将随着需求递增。


溯源追踪原物料 强化供应链管理机制

但因为结合传统流体机械与电机并使用不同材料,以符合外销个别产业、地区及安规标准的客户需求,而具有少量多样化的生产特性,迄今共分为19系列/785款以上机种,涵括设备用侧边出水,或适用于工地建设移动式上方出水等不同产品,对应现场使用情境而选配适合外观、口径或出力大小等设计。


在工业4.0智慧制造趋势下,河见电机设置3条自动化生产线,扩增CNC加工机台设备,引进自动化仓储系统ASRS、AGV无人搬运车。以高效率物流技术,弹性ERP生产排程,精准与高效率的管理系统,改善智慧化泵浦生产流程,期盼突破过去认为智慧制造须要达一定规模才有效益,将可快速因应国内外广大客户的需求,朝向智能化工厂迈进。


方柏宜指出,该公司在迈向智慧制造过程充满挑战,目前台湾中小企业大多处于第二「可视化」、三阶段「透明化」,河见电机则相当于第三及第四阶段的「预测化」。首先须将旗下所有785种以上规格产品资讯,包含适用产业、外型/用途、扬程、水量等,转换成为数位资料库,并依过去销售经验分类产品机型,有别于过去因为资料存放零散,难以查找及掌握客户需求及机型、规格,可让业务出发拜访前即迅速掌握,毋须携带厚重纸本。



图3 : 河见电机持续投入研发制造沉水泵浦,具有少量多样化的生产特性,迄今共分为19系列/785款以上机种,以对应客户现场使用情境而选配适合的外观、囗径或出力大小等设计。(source:hcppump.com)
图3 : 河见电机持续投入研发制造沉水泵浦,具有少量多样化的生产特性,迄今共分为19系列/785款以上机种,以对应客户现场使用情境而选配适合的外观、囗径或出力大小等设计。(source:hcppump.com)

借产品选型系统展示机型,让客户经过手机、PC等不同装置登入前台,再透过分为应用环境、产品系列、机型不同模式的操作介面,依产业应用需求来筛选机型及询价,快速配对,缩短订单从洽案到成案时间;甚至搜集客户资料及过去选型记录及模式,以实现「可视化」目标。


导入AI市场销售预测功能,取代过去皆采取N+2季型号预测方法,再结合历史销售资讯、平均数据和经验法则的方法,却常降低预测准确率,造成过多库存零组件或部份畅销型号缺料。现在改用AI销售预算法则分析长销机种,并隔离会中断销售因素,机器学习模型就会根据优化后的目标型号进行销售预测、整合选型系统搜集资料,以投入公司有限资源。


未来还将加入国际/地区、外部指数PMI、GDP等,用来提高预测准确率,减少库存及缩短交期,依计画订单采购备料。进而在厂内导入现场智慧排程系统,取代以往临时订单难以判断,人工排程成本高,又容易导致工时、机器利用率不均,造成闲置或超载的情况。


方柏宜表示,如今河见电机结合销售及计画订单数据、AI销售预测与SCM供应链管理,整合物料库存+采购需求,形成工单资讯,再投入排程引擎,建立排程原则标准化;最佳化引擎,以制定目标函数和最佳化演算法核心,进行最佳化排程规划,维持交期稳定、有效利用资源及降低成本,达到产能利用率最大化、延交最低化。


针对加工机台状态导入可视化管理系统,河见电机也在每部CNC加工机加装报工系统,以搜集工单资讯、IPQC、操作人员等资料,进行自我检查;还能输入停机时间,显示生产进度。克服以往无法得知加工设备运转情况,须透过人员巡检才能知道机台作业状况,无法即时监控,进行即时调度与异常排除,发生物料损失及交期延误情况。


已可透过远端加工机台状态看板,综观作业状态掌握加工机运转情况,快速排除故障,以减少应变修复时间;并采集现场报工系统的数据分析,进行维护保养规划,以实现设备稼动率最佳化及产能最大化。


总结

随着后疫情时期对于各行各业挑战更大,台湾虽在出口导向的制造业表现良好,尤其以电子业为最;却又受惠于欧美各国景气复苏,对制造业缺料缺柜等不顺畅生产因素,再运用智慧制造机制,以增强企业运作韧性,减少受损。如方柏宜也坦言:「倘若3年前未导入智慧制造的河见电机受到缺料、缺柜的冲击更大。」


如今因应各产业特性不同,中小企业不易投资大规模机器人或智慧工厂,唯有强化企业内部的资讯力和整合能力,设计符合自身的智慧工厂与商业模式,分阶段逐步演进优化,而非单纯为了数位化而数位化。


**刊头图(source:cdn-japantimes.com)


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