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傳產水泵強化數位轉型升級
流體機械導入智慧產銷平台

【作者: 陳念舜】   2021年12月28日 星期二

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回顧2021年台灣流體機械相關產業除了因為以出口導向為主者,表現持續亮麗之外,卻也同時面臨缺料、缺櫃等衝擊,上半年又曾遭遇缺水危機,恐將影響後續台商回流或擴大投資時的基礎建設障礙。所幸也有泵浦製造廠商已提早導入智慧產銷平台,強化數位轉型升級,可望順利因應此變局。


由於台灣雖然每年平均雨量超過2,000mm,卻受限於地形坡陡水急,難以留存。據統計每年11~4月都是枯水期,倘若水庫無法於前一年達到滿水位,加上5~6月梅雨季、7~10月颱風季期待降雨都落空之後,就會像2021年上半年一樣,面臨56年來最大枯水期,導致工業、民生限水,台中甚至須供五停二而造成民怨;經濟部長王美花對於科學園區和工業區缺水危機,更脫口而出,可考慮開放鑿井滿足用水需求。



圖1 : 2021年上半年台灣面臨56年來最大枯水期,導致工業、民生限水,經濟部甚至開放鑿井滿足科學園區和工業區用水需求。(source:tnimage.s3.hicloud.net.tw)
圖1 : 2021年上半年台灣面臨56年來最大枯水期,導致工業、民生限水,經濟部甚至開放鑿井滿足科學園區和工業區用水需求。(source:tnimage.s3.hicloud.net.tw)

水利署也為此更積極開發水資源,優先解決民間需求,除了增加來自高屏溪伏流水、台中/新竹海水淡化廠水源,以及從水資源中心緊急回收淨水,供應工業用水。到了8月發生突如其來的豪雨成災,過猶不及也讓地方政府更關心如滯洪池或抽水站等水利建設,更突顯泵浦在水資源系統扮演的重要運輸角色,無論是為了避免缺水或洪水泛濫,都有賴於泵浦持續運轉。


加上近年來包括台積電等多家科技大廠陸續宣布在高雄投資,也讓外界擔心當地在水電供應上是否做好萬全準備?營建署雖僅回應,在岡橋再生水廠完工後,預計每日可以提供3萬噸再生水,靈活調配供應台積電楠梓、橋頭等科技園區各廠工業用水需求。但首要之務,仍應先提升雨水、汙水下水道接管率,才能確保讓再生水成為工業用水穩定的供應來源。


流體機械應用廣泛 台廠猶待提升品質競爭力


圖2 : 流體機械因為涵蓋應用範圍甚廣,除了家庭使用外,也遍及於機械、電機、汽車、電力、石化、造船、紡織等產業領域。(source:vpc-inc.com)
圖2 : 流體機械因為涵蓋應用範圍甚廣,除了家庭使用外,也遍及於機械、電機、汽車、電力、石化、造船、紡織等產業領域。(source:vpc-inc.com)

流體機械因為涵蓋應用範圍甚廣,除了家庭使用外,也遍及於機械、電機、汽車、電力、石化、造船、紡織等產業領域。目前主要產品包括:泵浦、閥類、鼓風機、空氣壓縮機等4類共占流體機械產銷90%左右,是工業及生活上不可或缺的零配件。


台灣流體機械製造則始於光復初期,當時尚以輔助機械為主,由修理、仿製到如今自主設計開發,已累積相當的技術。迄今相關業者分佈各地約有1,000家以上,且大部份廠商已進入國際市場,多與國外廠商技術合作,年產值超過新台幣600億元。預估未來泵浦市場成長最快地區有:中國大陸、東南亞、中南美、中東,而最具潛力者是印度及巴西。


現今台灣製造應用範圍最廣的循環式泵浦廠商多達百餘家,沉水式泵浦種類繁多,口徑由1mm~1,000mm不等,其中鑿挖深井用的清水泵浦屬水封式;土木建築工程、下水道等污水泵浦屬油封式。雖已有台廠掌握小口徑泵浦製造技術,以中小企業為主,但為因應競爭日益劇烈的市場壓力,如何有效提升產品品質、降低生產成本,已是當前重大課題。


另有數家較具規模的台灣製造廠商,可生產防洪所需的抽水站大口徑泵浦機組,也符合日本僅3~5家大廠、德國2~3家大廠、美國也不超過10家的世界潮流。獲得如:台塑、南亞等大廠均採用,顯示業者技術已受肯定。反觀政府重大公共工程執行單位卻仍習於採用舶來品,一旦發生洪災故障時,恐將無法有效保障人民生命、財產安全。


但由於台灣廠商數量多、規模小,影響力相對有限。為有效拓展國際市場,加速國際化步伐,提升產業在全球的競爭力,產業仍有待整合,以期提升廠家規模,在產品品質、技術與人才方面持續加強。


同時因應使用者需求,該輔導業者盡速建立ISO 9001品質系統,以增加使用者信心;其次為滿足消費者的採購模式,應建立完整產品性能數據以供促銷;最後為因應國際競爭,應透過公會組織企業聯盟,配合國際分工發揮產業整合能力,以拓展國際市場。


導入數位轉型策略 強化智慧泵浦產銷應用

惟若想導入數位轉型策略,在短期內收立竿見影示範之效,仍應以排名前3大領域產品為主。


泵浦便屬於流體機械代表性產品之一,目前台廠外移到大陸生產的情況仍較少,主要水泵產品仍以台灣內需市場為主,而高附加價格的工業用與化工用泵則以石化工業、電力工業、自來水、防洪等最主要的市場行業;機械用潤滑泵與冷卻泵等,主要是提供機械廠商作零配件用,也有部份直接出口。未來的發展方向,仍以公共工程用大型工業用泵、石化與發電等產業泵為最值得研發的產品。


台製泵浦大廠河見電機工業公司總經理方柏宜表示,該公司自從1979年創業以來,便持續投入研發製造沉水泵浦,以HCP自有品牌行銷全球,廣泛應用於簡易排水設施到污水處理廠等,從小到大不同口徑應用。尤其在泛用泵浦市占率最高,年產15萬具沉水泵,應用產業涵括:公共建設、工業、商用住宅、民生用水等,強調無論是環保廢水再生處理、建築工地積水抽除、一般臨時用排水等各種設施,幾乎只要有水的地方,就可以見到河見電機產品。


曾榮獲2021年台灣精品獎肯定的水冷式沉水泵浦,便採用水流經馬達側冷卻設計,使得馬達溫升低;雙組式矽碳鋼(Silicon Carbide)軸封、內部鑄件經過環氧樹脂高固型防水面漆處理,可延長金屬壽命避免腐蝕及氧化,使之耐磨耗,並具有法蘭接續面及強化不銹鋼外罩專利設計,確保可長時間運轉,不易進水漏電;內裝馬達保護器,確保馬達最佳絕緣,符合IP68防水等級;操作移動簡便;葉輪採用硬度達HRc.55~60度的高鉻合金鋼材質,為工事泵浦中最高韌性與硬度等級,可抗沙石長期磨損,水量大,可應用在各種工事現場,抽取較低水位。


同時通過UL、CE、CNS、ISO9001/14000及TAF等級實驗室等國際安規認證,有助於不斷精進研發高效率產品,以節能、環保、開創泵浦科技為使命,再結合環保節能機械發展技術能量,估計全球泵浦年複合成長率約6%,未來將隨著需求遞增。


溯源追蹤原物料 強化供應鏈管理機制

但因為結合傳統流體機械與電機並使用不同材料,以符合外銷個別產業、地區及安規標準的客戶需求,而具有少量多樣化的生產特性,迄今共分為19系列/785款以上機種,涵括設備用側邊出水,或適用於工地建設移動式上方出水等不同產品,對應現場使用情境而選配適合外觀、口徑或出力大小等設計。


在工業4.0智慧製造趨勢下,河見電機設置3條自動化生產線,擴增CNC加工機台設備,引進自動化倉儲系統ASRS、AGV無人搬運車。以高效率物流技術,彈性ERP生產排程,精準與高效率的管理系統,改善智慧化泵浦生產流程,期盼突破過去認為智慧製造須要達一定規模才有效益,將可快速因應國內外廣大客戶的需求,朝向智能化工廠邁進。


方柏宜指出,該公司在邁向智慧製造過程充滿挑戰,目前台灣中小企業大多處於第二「可視化」、三階段「透明化」,河見電機則相當於第三及第四階段的「預測化」。首先須將旗下所有785種以上規格產品資訊,包含適用產業、外型/用途、揚程、水量等,轉換成為數位資料庫,並依過去銷售經驗分類產品機型,有別於過去因為資料存放零散,難以查找及掌握客戶需求及機型、規格,可讓業務出發拜訪前即迅速掌握,毋須攜帶厚重紙本。



圖3 : 河見電機持續投入研發製造沉水泵浦,具有少量多樣化的生產特性,迄今共分為19系列/785款以上機種,以對應客戶現場使用情境而選配適合的外觀、口徑或出力大小等設計。(source:hcppump.com)
圖3 : 河見電機持續投入研發製造沉水泵浦,具有少量多樣化的生產特性,迄今共分為19系列/785款以上機種,以對應客戶現場使用情境而選配適合的外觀、口徑或出力大小等設計。(source:hcppump.com)

藉產品選型系統展示機型,讓客戶經過手機、PC等不同裝置登入前台,再透過分為應用環境、產品系列、機型不同模式的操作介面,依產業應用需求來篩選機型及詢價,快速配對,縮短訂單從洽案到成案時間;甚至蒐集客戶資料及過去選型記錄及模式,以實現「可視化」目標。


導入AI市場銷售預測功能,取代過去皆採取N+2季型號預測方法,再結合歷史銷售資訊、平均數據和經驗法則的方法,卻常降低預測準確率,造成過多庫存零組件或部份暢銷型號缺料。現在改用AI銷售預算法則分析長銷機種,並隔離會中斷銷售因素,機器學習模型就會根據優化後的目標型號進行銷售預測、整合選型系統蒐集資料,以投入公司有限資源。


未來還將加入國際/地區、外部指數PMI、GDP等,用來提高預測準確率,減少庫存及縮短交期,依計畫訂單採購備料。進而在廠內導入現場智慧排程系統,取代以往臨時訂單難以判斷,人工排程成本高,又容易導致工時、機器利用率不均,造成閒置或超載的情況。


方柏宜表示,如今河見電機結合銷售及計畫訂單數據、AI銷售預測與SCM供應鏈管理,整合物料庫存+採購需求,形成工單資訊,再投入排程引擎,建立排程原則標準化;最佳化引擎,以制定目標函數和最佳化演算法核心,進行最佳化排程規劃,維持交期穩定、有效利用資源及降低成本,達到產能利用率最大化、延交最低化。


針對加工機台狀態導入可視化管理系統,河見電機也在每部CNC加工機加裝報工系統,以蒐集工單資訊、IPQC、操作人員等資料,進行自我檢查;還能輸入停機時間,顯示生產進度。克服以往無法得知加工設備運轉情況,須透過人員巡檢才能知道機台作業狀況,無法即時監控,進行即時調度與異常排除,發生物料損失及交期延誤情況。


已可透過遠端加工機台狀態看板,綜觀作業狀態掌握加工機運轉情況,快速排除故障,以減少應變修復時間;並採集現場報工系統的數據分析,進行維護保養規劃,以實現設備稼動率最佳化及產能最大化。


總結

隨著後疫情時期對於各行各業挑戰更大,台灣雖在出口導向的製造業表現良好,尤其以電子業為最;卻又受惠於歐美各國景氣復甦,對製造業缺料缺櫃等不順暢生產因素,再運用智慧製造機制,以增強企業運作韌性,減少受損。如方柏宜也坦言:「倘若3年前未導入智慧製造的河見電機受到缺料、缺櫃的衝擊更大。」


如今因應各產業特性不同,中小企業不易投資大規模機器人或智慧工廠,唯有強化企業內部的資訊力和整合能力,設計符合自身的智慧工廠與商業模式,分階段逐步演進優化,而非單純為了數位化而數位化。


**刊頭圖(source:cdn-japantimes.com)


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