一座先進且智慧的工廠,會呈現什麼樣的光景?最簡單的理解方式,先把它當成「機場」。

機場裡的各架航班,從抵達、排隊起飛,到航空公司櫃臺開放、登機口變更、登機準備,都跟旅程息息相關,關係到乘客能否準時抵達目的地。

西門子成都工廠,就像一座電子產品機場,零件組裝後,生產出「可程式控制器」(PLC)、「人機介面」(HMI)、「工業電腦」(IPC)等三項產品,運送至中國蘇州和德國紐倫堡,再銷往世界各地;其中50%的產品,停留在工廠內不到12小時。

賦予產品身分證,每日創造千萬筆數據

2018年,世界經濟論壇評選出「全球九家最先進的工廠」,西門子成都廠名列其中。雖然,德國安貝格(Amberg)工廠才是西門子最早的智慧示範工廠,但成都廠影響力已不在話下, 自2013年成立至今,年產能從78萬個成長超過十倍,2019年預計能衝出1,100萬個。

西門子成都廠的特別之處,並不是其機械手臂的數量與自動化比例。各式各樣的即時數據,反而是其珍貴資產。
西門子

為什麼說成都工廠像機場?

從數字來看,工廠每天需在5千種材料中,挑選消耗1千萬個材料,好比旅客選擇商務艙、經濟艙各艙等候搭機,最終成為每日生產的3.8萬件產品,再比照航班,飛往世界各地。

驚人的是,在成都工廠總共能生產近800種產品,且每款產品都有獨立的「產品身份證」,能載明兩百條資訊,每日創造1千萬筆數據。

「 天氣預報之所以準,是因為有資料可以優化;數據,才是工業4.0的價值, 」西門子成都工廠總經理李永利強調,許多人看智慧工廠發展,會過度將重心放在設備、生產自動化,試圖將「員工/機器」比例降低,但其實,如何掌控與利用數據,才是西門子能不斷提升效率的關鍵所在。

李永利認為,外界對於智慧工廠的最大誤解,是過於關注「產品良率」。
吳元熙/攝影

不需一昧追求自動化,數據才是關鍵

西門子也打造立體倉庫,在將近十萬個裝有零件的「黑箱子」上,貼上四個一維條碼。當客戶訂單上門時,能自動轉換成生產訂單,從倉庫裡的五千多種材料中自動調度至產線。隨著數據每20分鐘更新,西門子能從細到哪一款產品、哪一個元件、什麼時間、哪條產線出現狀況,做出即時和累積的觀察。

李永利舉例,工廠曾發現某款產品的組裝效率一直無法提升,調出數據後發現,原來是機械手臂在抓取控制版時,產生的晃動,導致塞入箱子的效率不佳。他們利用「數位分身」(Digital Twin)技術,在自家techno軟體中測試不同機械手臂、長度、轉速的改變,最後很快就能做出優化。

「不要一直談出貨良率,重要的是自己和自己比,每百萬件產品的加工失效率,能否一年比一年少,這才是真正進步,」李永利說。

他認為,智慧工廠的基礎,共有三項:生產自動化(Produciton automation)、原料自動化(Material flow automation)、資訊自動化(information flow automation)。

以成都廠為例,將送貨、補貨、成品包裝出貨、抽風設備主機、大型設施放在一樓,貨物會跟著黑箱子搭電梯至二樓產線,由工人和手臂完成組裝過程,這些都是顯而易見的自動化過程。「 但工廠不需要追求將設備、生產全數轉為自動化,因為明年的機器永遠會比今年更快,反而要將心力花在累積各式各樣的數據上。 」

西門子自然有其話語權。在PLC、工業電腦和人機介面市場的全球市占率,西門子拿下約三分之一,在中國市占率則有超過40%。

2019年,成都工廠的743位員工裡,有七分之一都是研發人員,藍領階層456人,比去年少了約50位,產能卻能向上提升,與西門子主打「研發與生產要在一起」的策略有關。

成都廠的示範效應,讓西門子不只能自己做產品,更能輸出智慧工廠經驗,大賺轉型財。如廣州明珞汽車,替BMW、BENZ、中國大眾、上汽等品牌提供生產線解決方案,且採用西門子自動化方案,累積更多數據,維持自身競爭力。

力諾製藥董事長張貝文表示,「打造藥物是一場與時間的競賽,當傳統生產模式有好幾百個步驟時,若以自動化模式改變流程,可能會需要投入龐大成本,但結果一定會顛覆產業。」