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從半導體設備到飛機引擎 千附如何用AI因應嚴謹的供應鏈要求?

千附精密總經理賴明村。千附精密

千附精密切入光電與航太供應鏈,面對高階市場客戶對供應鏈嚴苛的高標準,不只是千附,幾乎當前製造業都面臨一樣的問題,品質、交期與成本,似乎成為製造業最大的生產挑戰。而千附去年也透過中科計劃發展智慧自動化排程系統,透過AI改善傳統製造業往往疲於解決的排程問題。

去年從千附實業旗下精密事業分割而出的千附精密,主要以核心高精密加工能力,結合不鏽鋼、鋁合金厚板焊接和表面潔淨技術,承製各式光電大型真空腔體,以及飛機引擎零組件加工,此外更將業務延伸至半導體設備關鍵零組件製造與國防產業。

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所謂真空腔體,簡單來說是將大型不鏽鋼、鋁合金或碳鋼等的箱子,使其內部達到真空狀態。真空設備是當前許多半導體與光電製造的重要環節,因為晶圓或是面板需要在真空環境中,透過釋放出各式各樣的氣體,進行蝕刻或鍍膜,千附的主力客戶是全球半導體前五大設備製造商,包括美商應材。

除半導體與光電設備關鍵零組件,千附還負責加工飛機引擎機匣,負責供應給波音與空中巴士。從半導體、光電到航太,千附的客戶都是產業的領導者,這也意味著,為了確保先進製程發展,這些指標性大廠對於供應商產品與服務的要求,向來是以高規格看待。

千附精密總經理賴明村指出,為了維持競爭優勢,高階市場客戶對上游供應商提出不論是在交期、成本或品質上,都希望其能夠符合長期且穩定的要求,為了盡力滿足客戶需求,對供應商來說,自然形成挑戰。而千附精密遇到的生產挑戰,恰也是台灣製造業當前的縮影。

光是從半導體、光電等高科技產業到航太,不同產業別客戶的要求落差就很大。賴明村以交期舉例來說,像是航太訂單的特性是長期穩定且變動性小,供應商可以依照交期,在三到五年間按時程交貨,但如果身處瞬息萬變的半導體產業,整個排程管控就必須縮短在幾周之內,這考驗著供應商在製程上的掌握能力跟靈活度。不可諱言,當前製造業的挑戰正在加劇,也驅使像千附這樣的傳統製造業,勢必得走向智慧製造。

去年底,千附在中科園區智慧製造技術應用計畫下,對外公開其在智慧排程上的AI應用成果。

製造業導入智慧製造,不外乎圍繞三大核心因素:成本、品質與效率。不只千附,當前讓許多傳統製造業困擾且疲於處理的問題是如何能快速調整生產排程。過去業者透過Excel進行人工排程,但生產過程往往還有許多變動因素,例如材料瑕疵、臨時工時異動,或急單狀況等,這些若手動重排,不僅花費大量時間缺乏效率與彈性,且容易造成誤差率高,對內部作業管理造成相當大的困擾。

千附因此希望利用AI來改善此目前最大的生產痛點,特別是針對變動性相當高的半導體與光電產業。賴明村指出,真空腔體是一標準少量多樣的客製化產品,例如大部分面板業者基於技術獨特性,大多會針對製程設計做出許多調整,連帶對上游設備零組件供應商來說,也必須跟著修改許多東西。

舉例來說,即便是同樣的面板8.5代線PVD設備,群創、京東方、三星等面板業者所採取的製程方式都會不一樣。基於各家不同規格與需求,造成千附在製程管控上必須因應客製化時常異動,而過去人工排程難以兼顧訂單條件和產能狀況,現在透過AI自動化排程,便能替代人工作業提供最適排程,同時提高排成效率與準確性。

真空腔體的每個零件依據不同腔體需求,都會有各自的生產工序,工廠生產管理中涉及人、機、料、法環等眾多因素,為了讓排程管控能夠更易於被掌控,賴明村認為首先讓生產現場標準化是相當重要的關鍵,當工序的標準作業程序能夠被透明化的明確定義出來,系統才能夠將過去無法掌控的變數加以整合,並進行最佳化的排列組合。

因此現在千附的排程系統,透過將時程、工序、人力等條件和限制,轉換為規則並建立AI演算法模型,可同時兼顧訂單需求與資源限制,自動化進行最佳化排程調度,除了提升效率,未來當因應異動或急單的需求時,只要輸入變數,系統就可在短短幾分鐘甚至幾秒之內,快速重新調整排程,大幅提升排程的準確性與即時性。

當前許多製造業紛紛以自動化拉開智慧製造序幕,但面對少量多樣客製化生產模式,賴明村也指出像千附這樣的產業特性通常較難完全真正做到自動化,他認為,變動性大的產業需要更高的生產彈性,但綜觀目前智慧製造的發展並不是所有生產流程都能夠做到自動化,除了人能夠保留一定彈性外,業者還必須考量所謂全自動化生產,究竟需要花多少成本?因此對於彈性需求相當高的產業來說,人機協作、人機並行可能會是更好的生產模式。

對此,賴明村也透露接下來除了在排程管理上導入AI,目前千附也正跟工研院合作導入研磨製程自動化,透過導入AI機器人降低現有作業人員的負擔,改善過去研磨製程運用人工耗時耗力的缺點,並藉此維持產品品質的一致性與可靠性。

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