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2024 ‧ 11 - 18

智慧製造是什麼?智慧製造的定義、優勢與實際運用方法一次看

永續見解

目錄

一、智慧製造/智能製造是什麼?智慧製造定義與優點介紹
(一)智慧製造是什麼?帶你認識理想工廠的樣貌
(二)企業導入智慧製造的 9 大優點


二、企業如何實現智慧製造?快速認識智慧生產的架構與運用
(一)實現智慧製造的 7 大關鍵架構
(二)智慧製造如何實際應用在工廠中?


三、智慧製造案例有哪些?3 大成功案例一次看
智慧製造案例 1:美的集團
智慧製造案例 2:勤誠興業
智慧製造案例 3:茂順密封元件


四、智慧製造的新趨勢與未來發展
五、智慧製造廠商推薦|讓永續企業協助企業提高生產效益

 

一、智慧製造/智能製造是什麼?智慧製造定義與優點介紹

(一)智慧製造是什麼?帶你認識理想工廠的樣貌


智慧製造(Smart Manufacturing)是一種將傳統製造業與先進科技緊密結合的革新製造模式,透過導入大數據、人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、自動化等技術,管理並優化傳統的製造過程,幫助提升企業的生產效率、降低生產成本等,促進企業在市場上的競爭力。

智慧製造的核心在於數位技術與生產流程的深度融合,具體的措施如:自動預測生產過程中可能發生的問題、藉由監控生產過程分析如何提高生產品質、降低生產成本等,並主要可劃分為以下 4 大核心執行階段:

  1. 設計拉動排單:建立及時生產(Just In Time, JIT) 與拉動式排單,事先規劃一定期間內所需要完成的成品量,僅購入與製作剛好的原物料,減少生產半成品或累積過多庫存,有效降低生產成本。此階段的重點在於「準確的需求預測與排程管理」,透過數據分析制定精確的生產與物料計劃。
  2. 暢流改善:從設計拉動排單的過程中尋找可以優化的部分,並透過 TPM(全員生產維護)、S-OJT(標準化現場訓練)等,針對設備管理與人員培訓進行優化,以確保生產流程暢通無阻、效率最高,並減少停機時間。此階段的重點在於「進行生產線上的優化」以提升整體生產流暢度與設備可靠性。
  3. 完善:智慧製造需建立有效的衡量指標,並導入 5S 管理(整理、整頓、清掃、清潔、素養或紀律),以提高工廠管理的系統性與標準化。此階段旨在「透過有規範的管理流程,減少浪費,並提升工廠的運營效率」,使整體製造環境更加井然有序。
  4. 自動化:自動化是智慧製造的最終階段,包括應用機械手臂、自動化加工設備與產線設計等,並集成物流與資訊流,達到無縫協作。自動化的最終目標是「讓人力支出與生產成本最低化」,同時確保產品品質的一致性,與生產效率最大化。

 

(二)企業導入智慧製造的 9 大優點

 

(1)製造成本壓至最低

智慧製造可以讓企業透過及時生產(JIT)精準規劃生產數量和排程,有效減少浪費,並大幅降低人力之外的生產成本 25~50%。

(2)運用最少人力生產

據永續企業的數據統計,工廠使用 LCIM(低成本智慧製造)後,可以減少人力介入,降低約 15~25% 的直接人力。

(3)用最少成品庫存滿足顧客需求

在設計拉動排單的支持下,導入智慧製造可以幫助企業即時掌握客戶需求,並動態調整生產計劃,減少 25~50% 的成品庫存積壓。用最小的庫存滿足市場需求,並快速回應變動的客戶需求。

(4)延長設備壽命

智慧製造可以幫助企業進行預測性維護,及早發現設備異常,避免突發停機並延長設備使用壽命,降低維修成本和停工風險。

(5)達到業界最快交期

LCIM(低成本智慧製造)能夠縮短交付週期 15~25%,使企業穩定並迅速地完成訂單,實現最快交期,達到市場領先優勢,滿足客戶對交貨速度的高標準需求。

(6)達到最佳生產品質

工廠可透過自動感測器與數據分析,即時且精準檢測產品品質,確保出廠產品皆符合標準。據永續企業的數據統計,導入智慧製造後,可以幫助企業降低 50~90% 產品不良率。

(7)提升生產彈性

及時生產與拉動式排單可實現小批量、多品種的彈性生產,使工廠具備靈活的排產能力,滿足市場的多變需求,並縮短產品開發週期,加速產品上市。

(8)最低限度管理

智慧製造可以協助企業將重複性高的決策交由系統自動執行,降低管理人員的工作負擔,並可以透過數據分析,提供管理者更準確的決策指標。

(9)更容易達成全球製造在地化

LCIM(低成本智慧製造)能以最低成本的生產模式,使全球各地生產基地的產品品質、生產效率達到一致。透過標準化流程和精準管理,LCIM 不僅能減少資源和人力浪費,還能確保每個生產基地都能穩定運營,讓企業在全球市場中,以更高的生產效率和更低的成本取得競爭優勢。

 

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二、企業如何實現智慧製造?快速認識智慧生產的架構與運用

認識完智慧製造的概念與優勢,那麼企業該如何實現智慧製造?以下為你詳細說明智慧生產所需要具備的架構與運用方式。

 

(一)實現智慧製造的 7 大關鍵架構

 

(1)利用電子看板整合工廠資訊流

電子看板的主要功能為匯總、展示工廠內部的各種資訊,讓管理者和員工能快速掌握生產進度、庫存狀態、設備運行情況等,進而完善工廠自動化生產,降低人力支出。例如,無人搬運車(Automated Gioded Vehicle, AGV)可以根據看板資訊,自動搬運原物料到指定位置。

(2)使用精實產品設計,加速自動化生產

使用精實產品設計,讓產品組合、加工的過程容易執行且順暢,並使用機械手臂進行組裝,降低產品錯誤率、提升產品品質、降低人事成本。

 

(3)使用共同模組,加速產品開發與客製化

讓產品使用共同的平台與模組,可以讓同一條產線生產多樣化的產品,不用再另行設定,也能更進一步降低生產批量,達成客製化。

 

(4)優化工廠內部的物流動線,提高生產效率

為達到自動化生產、提升生產效率,應建立適合 AGV(無人搬運車)和自動輸送裝置的工廠物流動線,讓設備透過電子看板,自動將原物料、成品運送到正確的位置。

 

(5)建立複合型產線,降低生產成本

為避免前期設置自動化、無人化生產製程成本過高,可利用其他低成本的方案替代,打造複合型產線。例如:使用機器手臂組裝產品,接著使用人機協作的協作型機器手臂進行加工等。而設計複合型產線時,還需要考量產線能否適應未來的產品、設備維護的成本等。

 

(6)運用看板系統,打造低成本自動倉儲

不使用傳統的自動倉儲固定儲位,而是改為導入看板系統。看板可以隨著物料移動和儲存,使企業清楚掌控倉庫中所有物料位置,協助減少倉儲空間,大幅下降整體生產成本。

 

(7)重新設計機台設備,提升生產效能

讓工廠中的設備可以自動設定參數,並且記錄生產資訊、上傳到看板中,且為提升生產效率與滿足客製化需求,這些設備應盡量小型化、生產數小批量、容易維護、可搭配機器手臂、可進行遠端維護等。

 

(二)智慧製造如何實際應用在工廠中?

想將智慧製造實際應用在工廠中,可以參考美的電器工廠的微波爐產線作法:

  1. 分析未來 5 年內的產品趨勢,並進行現狀調查與設定企業目標,設定的具體目標包含:整體產品品質要從 95.8% 提升至 98%、人力數量要從 25 人減少至 8 人等。
  2. 使用全場用看板(Kan Ban,製造資訊卡)整合客戶訂單、產品原料、供應商等資訊流,簡化並統一生產標準,降低約 90% 的前期建置成本。
  3. 結合自動化設備與人力,使用自製工裝版、多功能輸送帶等,建立最低成本的組裝線。
  4. 透過看板資訊、無人搬運車管理倉庫,不設置自動倉儲,節省大量成本與提高空間利用率。
  5. 採用拉動式排單,僅根據實際需求進行生產,以降低半成品庫存、提高產品的交貨速度。

三、智慧製造案例有哪些?3 大成功案例一次看

智慧製造是企業提升競爭力的關鍵,許多工廠已成功導入智慧製造,透過數據分析、自動化等技術,大幅提升生產效率與產品品質。以下我們將分享各大企業如何落實智慧製造,並成功取得卓越成效。

智慧製造案例 1:美的集團

2014年,美的集團開始推動及時生產,邀請永續企業的首席顧問詹志輝老師指導精實生產,落實智慧製造,從「先拉動,再暢流」的策略出發,成功讓生產效率大幅提升。

美的集團依照詹老師的現場指導,導入看板系統並實現拉動式生產方法,精準控制生產節奏,減少半成品庫存。穩固此種生產模式之後,再進一步推動暢流改善,改善方向包含:產線平衡、快速換模、搭建 TPM(信賴平台模組)體系等,成功將整條產線的效率從每小時出 250 台提升至 420 台、換模時間從原來的 120 分鐘降低至 40 分鐘,每年減少生產成本約 4 千多萬新台幣,等於從 2014 年至 2024 年為止,累積降低成本約 4 億多新台幣

 

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智慧製造案例 2:勤誠興業

勤誠興業為電腦、伺服器機殼廠商,在中國設廠多年後,2020 年進駐嘉義馬稠後產業園區,建置嘉義新廠。勤誠導入低成本智慧製造(LCIM),繪製流程圖,找出並消除生產流程中的原物料、成品與節點浪費,塑造員工系統性思維,使嘉義新廠在 1 年內迅速運作,並結合綠色製程優化,打造低耗能、低耗損、低污染工業,生產環境友善產品,推動真正的永續發展。

嘉義新廠於 2024 年初正式投入生產,已能滿足市場及客戶需求,且月產能與中國廠相當,人力卻僅需 1/3,大幅縮減人力成本,公司也連續 2 年營收突破百億元。

智慧製造案例 3:茂順密封元件

茂順密封元件作為全球最大的油封製造商,曾面臨庫存管理困難、生產效率低、庫存積壓等問題,為了改變現狀,茂順在 2013 年決定透過永續企業導入精實生產,落實智慧製造。

茂順首先分析價值流,找出生產流程中的瓶頸並進行優化,而後建立拉動式生產、作業標準化等措施,提升倉儲空間 70% 的利用率、增加 10% 的生產產能。在穩定生產流程的基礎上,茂順再進一步導入機器人、無人搬運車等自動化設備,成功降低 70% 以上的人力支出,產品售價因而不必調漲,使茂順在市場的佔有率大幅提升。過期膠料從每月 100 筆降低為 0 筆,工廠儲位減少 70%,庫存降低 50%,產程增加 10%。

 

四、智慧製造的新趨勢與未來發展


LCIM 低成本智慧製造正是製造業的革新生產模式,不論流程、人力支出皆為低成本,優於目前常用的智慧製造工業 4.0 制度,幫助企業大幅提升生產效益。

什麼是智慧製造工業 4.0?這其實意指製造業的「第四次革命」。前三次則為從蒸汽機推動的第一次工業革命、電力驅動的第二次工業革命,以及使用電腦化大規模生產的第三次工業革命。工業 4.0 則是將大數據、人工智慧、物聯網(IoT)等先進技術,深度整合到製造過程中,讓工廠變得更聰明、更靈活。

智慧製造不但保留工業 4.0 的優勢,更在「降低成本」的基礎上,實現高度自動化生產、靈活的客製化生產、綠色環保的製造流程,以及 AI 與大數據結合的精準管理等。透過低成本智慧製造,企業得以在全球各個市場中,以更具成本效益的方式提供高品質產品,真正做到「全球生產、在地化製造」,滿足當地市場需求,並在生產效率、資源節約和成本控制上達到最佳平衡。

 

五、智慧製造廠商推薦|讓永續企業協助企業提高生產效益


智慧製造已是製造業不可或缺的生產方式,透過智慧製造,廠商能真正降低成本支出、提升生產效率,若你尚不了解該如何規劃符合企業需求的生產方式,推薦讓專業顧問公司:永續企業針對貴司的實際狀況來提供具體建議。

永續企業 Sustain Universal Inc. 整合近 2 世紀的豐富管理經驗、知識、理論,打造出獨一無二的「企業家的柏拉圖學院」,首席顧問詹志輝老師,在 2002~2010 年間成功協助台灣神戶電池成長營收 5 倍以上,並以深厚的專業知識、實戰經驗,幫助茂順密封元件、台灣櫻花、炬將板金、美的電器等眾多企業,實現卓越的經營績效。

我們的服務皆為客製化,包含提供企業內訓課程、客製化輔導等,能針對各個企業的經營現狀,量身打造解決方案,協助企業長期獲利、提升經營績效與競爭力,真正實現永續經營的目標。

 

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