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2022 ‧ 12 - 29

在工研院及台大博士班也學不到的技術解決方法

新技術突破


如何複製完整的技術?
一個世紀前的華人, 想要習得一項技術, 必須拜師學藝, 在師傅家住三年, 從掃地做起, 成為師傅家的長工, 在獲得師傅的青睞之後, 才能受到正式的功夫傳授,而學習到的大都是透過練習得到的技能, 很少會學到理論的知識,木工師傅、打鐵師傅皆是如此,無法學到知識的主要原因是因為他的師傅也是透過這樣的經驗練習及練習後的經驗歸納而得到,很少是透過理論分析而來的。
 
台灣的機械加工業,很多都還是停留在這樣的一個階段,大部分的加工知識是靠著師傅的經驗傳授及實務動手操作而來的,比較有改善的是把傳統的車、銑、磨、鑽改成CNC 的機器;機械加工的老師傅在經過二、三十年的操作經驗累積,有時聽到了不同的切削聲音,就會知道加工那裡不正常,在這些經驗之中體悟到二、三個加工的訣竅,就會變成了他個人的獨門秘笈,經常在對談時表現的欲言又止,一付神神秘秘的樣子。梁瑞芳說:「有次和一位老師傅對談, 我把他談的加工方法, 以學理分析做基礎,解剖他所談的加工秘笈,老師傅驚訝不已,沒想到他花三十年領悟到的方法, 被別人以三言二語給破解了。」
傳統的這種經驗累積不易,,師傅也就不輕易把經驗傳人,造成技術的累積及成長不易,長久以往, 對整個產業的發展相當的不利。傳承的方式也可能因為語言或是其他原因而無法完整把經驗傳遞下去。一切都要從嘗試與失敗中學習,而這樣會有許多時間成本及浪費。
 

數據取代經驗
1970年開始的第三波產業革命,帶動台灣的電子業及半導體業的發展,這類產業的發展速度飛快, 依摩爾定律的速度18個月電晶體成長一倍,這樣發展在機械的產業可能要花上18年的時間甚或更長。所以電子業及半導體的相關行業,其傳承若再靠經驗來為之,將很快的被競爭者給淘汰;取而代之的是操作的SOP及數據化的根據,依靠 SOP及數據的傳承,可以讓新進者很快的了解過去數十年來累積的知識,按照SOP的程序把工藝給重現出來,再透過數據化的分析,把重現出來的成果做出優劣比較,據以做為改善的依據,如若有功力更強的工程師,透過DOE的實驗手法,找出影響因子的比重以及交互作用,去得到最佳解的方案,這樣的知識單靠經驗來累積,是一輩子也不可能學到的。
 
用數學描述物理,可以做延伸運算和預測
早期梁瑞芳在工研院或是台大博士班在解決研發技術問題,多數是用田口實驗Taguchi Methods的方法;但田口只有部份因子實驗,後來跟著詹志輝老師學技術六標準差TFSS,開始做實驗設計DOE,找到很多關鍵因素,更在學了反應曲面之後,在曲面圖找到趨勢,梁瑞芳告訴我們,「我當時在上課時,我就在想,如果我們公司在做DOE實驗時,能找到2-3個有交互作用及有曲率的,這可是大部份企業要用盡三十年的經驗力量,才可能找到一個關鍵因子,但透過這套方法論,我發現原來二、三個小時可以找到一個,一個禮拜可能找到五個,別人要花150年才能超越你。」「例如,我們第一次做實驗時,就找到ABCD四個因子,我們去研究四個因子的交互作用的物理意義是什麼?用了老師DRIHV的方法,四個因子一個一個去推論。其中一個個案就是銅線自動穿線的案例,依老師要我們思考的流程,我們先從剪線原理去探討,能量損失的過程,再把中間確定不是影響主要的關鍵因素的噪音也去除掉, 找到AWT剪線品質實驗設計的關鍵因子總共有五個,先把能量流動的關鍵過程描繪出來,再依參數的水準大小去做數據設計,實驗的結果全部是離散y, 譬如線加熱過程就發紅,發紅程度就只能分成幾段結果去記錄離散、不易去量測;於是我們把標準訂出來,同一個人去量測用大量數據去記錄y;接下來我們再把直接把五個因子全部放到實驗設計,透過篩選因子、中心點實驗、最陡法、RSM/CCD我們也找兩個因子的交互作用,透過RSM曲面響應優化的分析,找到局部平衡優化點。這整份實驗設計的報告大約10頁,但我可以大聲的說,其中學校教的可能只有前面2-3頁,沒有DRIHV這個方法論,是解不開的!

 
最後,我們問道,以他多年的帶領技術人員的經驗,為什麼台灣的產業技術一直無法突破超越呢?梁瑞芳把多年的經驗與我們分享,他認為有以下幾點原因:
  • 老闆自己不懂,也不想學。因此無從要求員工要以學理及數據化分析做報告,他過去的經驗告訴他只要解決問題即可,至於怎麼解決的,他不在乎、不想聽也聽不懂,員工把問題蓋掉或解決表面問題,對他來說是一樣的。
  • 對員工而言,如果把問題給蓋掉和經由完整的解析而解決問題,最後得到的結果都是一樣,那除非遇到成就動機很強的員工,否則一般都會做表面功夫把問題蓋掉即可,改天春風吹又生時,老闆只能再去找這個員工協助處理,此時更顯得這位員工的重要性,反而可能得到更多的獎金,成為老闆不可獲缺的左右手。
  • 產業的習慣: 不管是傳產業或是科技業,人才在學校學的知識及學理都是一樣的,只是科技業有較多的名校畢業生,可以對學理有較深的了解;問題是一個名校的畢業生,在他畢業後進入傳產時,沒有受到足夠的訓練和要求,八成不會利用這些理論知識去解實務的問題;台灣的學生解題很厲害,但不一定會命題,遇到實際的工程問題時,若沒有這整套DRIHV的方法論,教他如何定義問題、如何做研究、推論、假設到驗証,是沒辦法解決這深奧的技術難題的。
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