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解構印度Tata汽車3,000美元之謎 善用智慧化製造 建構全球競爭優勢

Tata汽車有限公司在印度Gujarat興建1座造價4.17億美元的工廠,該工廠具有數種先進製造特性,專門製造其改變市場的車款Tata Nano。此車款是世界最便宜的汽車,每部在印度的售價低於3,000美元。該公司已宣布Nano推出計畫,售價將打亂全世界市場行情。

Tata汽車位於印度的工廠,每階段皆採用「智慧化」製造技術,可讓公司接受來自經銷商的客製訂單,並當場針對客戶的偏好加以調整。這些相同的技術可讓該公司追蹤每種零件來源,快速確認及解決任何可能產生的品質或安全性問題。此外,在提供智慧電網時,工廠將可以與其相連,以便在能源最為充沛或最便宜的時段將生產最佳化。

Tata汽車公司力求改變經營商務方法,以求能在高競爭的全球化市場勝出,致力於發展智慧化製造方式,以注入創新動能、解決成本及結構性挑戰,達成環境永續性目標及創造競爭優勢。

定義智慧化製造

洛克威爾自動化的技術長Sujeet Chand認為,智慧化製造主要是整合資訊、技術及人類創造力的大幅進步。其概念是隨著公司追求更為精密的開發方法而快速進展,並在生產製造的每個階段,包括從產品發明到設計、外包、生產及交付等階段,套用生產製造智慧,包括即時資料感測及蒐集、高效能電腦分析,以及先進的塑模及模擬。

大部分產業領導者及觀察家皆同意,智慧化製造的關鍵要素包括高度技術、可調整的工作人力、跨整體專案生命週期的密集資料蒐集、共用及分析,以及運用最新高效能電腦運算技術的強大電腦分析。

產業可藉由智慧化製造削減關鍵部門的平均製造成本,並強化出口能力,也可獲得上市時間彈性,畢竟智慧化製造能完全改善生產時間線。

進化3階段

Chand特別提出,智慧化製造將會以3階段進展。在第1階段,智慧化製造將互相連結,更妥善協調製造生產的個別階段,以提升廠房整體效率。

標準的製造工廠會使用資訊技術、感測器、馬達/促動器、電腦化控制項、生產管理軟體等等,來管理每個特定階段或製程的運作。然而,各別都是效率孤島。

智慧化製造將可整合這些孤島,以便在廠房內達成資料共用。機器所蒐集的資料及人類智慧之間的匯流,將可推動泛廠房最佳化及泛企業管理目標,包括經濟績效、工作人員安全性及環境永續性的實質增加。此「製造智慧」的崛起,將可引領至智慧化製造的第2階段。

第2階段涉及的是以高效能電腦運算平台連接廠房內的塑模及資料技術,以便建立更高的製造智慧層級,並全面在工廠內相連。完整的生產線及整體廠房將可即時彈性運轉(但目前仍未能達成)以便保留能源及最佳化輸出。

企業開發更先進的製程模型及模擬,以改善目前及未來的營運。例如公司將能夠為大量製造使用「奈米技術」的產品及裝置,以及為超微型、高複雜性裝置、系統和材料的開發流程開發模型。奈米技術廣受期待能以更小、更強韌、更輕量的材料,以及強大的精密裝置,為技術及絕大多數的產業帶來革新。

智慧化製造的第2階段目的是使工廠專屬的資訊連接供應鏈的所有資料,從原料的可用性及客戶需求,到完成貨品的交付皆然。可促進智慧電網的使用,以便在低需求期間排程能源密集的活動,並在尖峰能源需求時減緩生產,可達成更大的產品客製化、新產品模擬和更有效率的新製程。並可支援更安全的產品生產,以及精密定義、更快速的產品追蹤。

隨著製造產線的智慧成長,在第3階段將可激發製程及產品的創新,並締造顛覆市場的破壞性創新,如1部汽車只需3,000美元,個人電腦要價只需300美元。它將會巔覆行之有年、強迫消費者接受大量生產產品的產業供應鏈流向。

取而代之的是,彈性化的工廠及需求導向供應鏈將會改變製程,讓公司可針對個別需求客製產品,如具有特定劑量及配方的藥物。客戶將會「告訴」工廠該製造怎樣的汽車、該在個人電腦中內建哪些功能,或如何量身打造1件完全合身的牛仔褲。

實施智慧化製造的第3階段,能夠帶來最突破以往、攸關競爭力,也會因為製造知識改變而激發不斷的創新。公司將不再看到遞增或漸進的變化,而能在產品及製程中改變遊戲規則、挖掘具市場破壞性的創新。本階段的變化將會壓低價格、開啟新市場,並對更廣範圍的客群提供更廣泛的選擇。

智慧化製造的效益

消費者將可從智慧化製造獲得有形效益,如為市場帶來產品、資訊、設計創新。由於完全連結供應鏈內的資訊能在每個階段達成詳細的材料追蹤,將能增加產品安全性監控的精確性,並可將意外事件的反應時間從數個月縮短成數分鐘。

對於原料到交付貨品的追蹤能力,則可讓消費者在銷售點享有產品客製化服務,並能詳細評估其選擇產品對環境的影響。該追蹤能力也能針對法規及其他政府報告流程、增加報告所提供的細節層級加以自動化,降低人工追蹤及資料蒐集的納稅人支付成本。

結合先進塑模及模擬的製造智慧,可讓發明者、工程師、廠房管理者及經營者共同參與新產品設計和製造,尤其是提供潔淨能源、低碳足跡及新技術的產品。加以改良後,可製造出精密模型,以滿足奈米技術生產的產品和裝置需求,而該技術對我們每個生活層面的影響,將比微晶片組和微處理器的發明來得更為深遠。

此外,透過製程創新取得的知識經營效果,並不侷限在製造業內,而會傳播至每一等級的服務業,並透過改善後的製程效率及規模經濟進而提供更佳的定價。這樣的知識傳播將會反過來推廣智慧化製造技術,將新技術及資訊應用於不同領域。

Chand認為,智慧化製造將會從最基本的層級開始重新塑造1個產業。其前景會遠遠超越產業在過去數十年間的進步,以往透過「精實」計畫在營運管理及廢物減量上的進步雖然重要,但效果卻漸進而有限。在未來10年,智慧化製造將會轉變整個生產製程,從發明、原料、交付、直到銷售皆然。

(本文由洛克威爾自動化有限公司提供,陳妍蓁整理)

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