雖然今年受到新冠肺炎（COVID-19）疫情干擾，導(dǎo)致每兩年一度舉行的「臺北國際塑橡膠工業(yè)大展（Taipei PLAS）」也無法如期舉行，讓世界各地參/觀展廠商親身體驗產(chǎn)業(yè)第一手市場與技術(shù)資訊。但由於塑膠成型機械推動數(shù)位化轉(zhuǎn)型甚早，並納入製造與服務(wù)等智慧化元素，遭遇這波跨國商務(wù)活動中斷影響較小，甚至可掌握部份「零接觸」商機。

因為今（2020）年遭遇疫情蔓延全球仍未平息，跨國商務(wù)、會展活動紛紛中斷，每兩年一度由外貿(mào)協(xié)會與機械公會共同主辦的「臺北國際塑橡膠工業(yè)展（TaipeiPLAS）」與「臺北國際製鞋機械展（ShoeTech Taipei）」也無法如期舉行，但臺灣塑橡膠產(chǎn)業(yè)實力猶在，除了利用貿(mào)協(xié)數(shù)位行銷工具，推出整合式線上數(shù)位加值服務(wù)，力拼全球商機不中斷。同時順應(yīng)全球循環(huán)經(jīng)濟、永續(xù)發(fā)展的理念結(jié)合智慧製造，鼓勵業(yè)者發(fā)表高效、低汙染的智慧機械，以及最新研發(fā)的製程技術(shù)，達(dá)到少廢料、低耗能，提高製造效率和再生原料品質(zhì)為訴求，在塑膠製造及環(huán)境永續(xù)發(fā)展中取得平衡，創(chuàng)造嶄新商機。

根據(jù)機械公會（TAMI）公布的塑橡膠機械產(chǎn)銷資料顯示，隨著近年來該產(chǎn)外銷比重逐年成長至80%以上，2018年臺灣已位居第六大出口國，僅次於合計出口金額占全球65%左右的世界前五大國：德國、中國大陸、日本、義大利、美國。且因應(yīng)3C產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，導(dǎo)致市場對於導(dǎo)入高科技用精密、自動化機械設(shè)備需求快速增加，高階產(chǎn)品仍仰賴進口；對傳統(tǒng)設(shè)備需求則逐年減少，臺灣塑橡膠加工產(chǎn)業(yè)確有加快數(shù)位轉(zhuǎn)型必要！

圖1 : 因應(yīng)3C產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，導(dǎo)致市場對於導(dǎo)入高科技用精密、自動化機械設(shè)備需求快速增加，塑橡膠加工產(chǎn)業(yè)確有加速數(shù)位轉(zhuǎn)型必要（攝影:陳念舜）

內(nèi)外競爭加劇　促臺灣廠商加速轉(zhuǎn)型

機械公會進一步指出，現(xiàn)今全球塑橡膠機械生產(chǎn)與出口大國仍以歐盟與亞洲最具代表性，尤其是德國約占全球塑橡膠機械貿(mào)易值30%左右，近3年來總體產(chǎn)業(yè)成長2.6%、產(chǎn)值超過118億歐元；日本是亞洲大國代表，但近年來遭遇臺灣、南韓、大陸等地企業(yè)急起直追，日本廠商也在國際市場競爭倍感壓力。隨著近年來亞洲地區(qū)需求快速成長，當(dāng)有利於兩岸塑橡膠機械產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。

其中由於全電動式射出成型機具備良好環(huán)保性能的潔淨(jìng)、無油污染、低噪音與振動，加上高射出速度300mm/sec～1,000mm/sec、低成形週期優(yōu)勢；以及低射出功率，節(jié)省電力、冷卻水、運轉(zhuǎn)費用、易維修等綜合性效益，已成為3C、醫(yī)療器材、精密機械等高附加價值產(chǎn)業(yè)優(yōu)先考慮的機種。

目前臺灣進口射出成型機來自於日本約占67.5%、大陸20.3%、奧地利3.5%，依日本塑膠機械工業(yè)會統(tǒng)計當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的射出成型機80%以上，皆屬全電動式機種；並預(yù)測10年後將囊括日本、歐洲與北美1,600噸以下機種的70%以上，值得臺灣廠商深思與開發(fā)符合未來市場需求的新一代機種。

另為因應(yīng)現(xiàn)今勞動力短缺與人工成本快速上升等趨勢，加工業(yè)者對於採購自動化塑橡膠機械的意願和需求也會快速上升，未來生產(chǎn)線勢必面臨單一員工照顧多部自動化機械的時代；以及隨著工業(yè)4.0智慧機械加入，少量多樣與高附加價值產(chǎn)品的大批量客製化需求，亦將會快速增加！

終端需求丕變　設(shè)備聯(lián)手客戶循環(huán)經(jīng)濟

此外，當(dāng)近年來全球塑膠製品的產(chǎn)量受汽車與3C科技、醫(yī)療、包裝、建築等領(lǐng)域需求的驅(qū)動而持續(xù)攀升，也衍生了限塑議題。使得「循環(huán)經(jīng)濟」成為全球塑橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵字，開始轉(zhuǎn)向回收再利用、研發(fā)替代新材料等面向，將為整體產(chǎn)業(yè)鏈注入新挑戰(zhàn)與機會。

包含積極打造塑膠回收與再生供應(yīng)鏈，提高塑膠廢棄物回收與再生率；重新設(shè)計具有再生循環(huán)價值的新材料，從塑膠產(chǎn)品開發(fā)過程，即應(yīng)導(dǎo)入綠色設(shè)計概念，選用生質(zhì)材料、生物可分解等友善環(huán)境的材料。同時搭配最佳化與節(jié)能的生產(chǎn)方式及流程，須能快速因應(yīng)創(chuàng)新材料的新生產(chǎn)需求，將製造過程的耗能與耗材降到最低。讓產(chǎn)品盡可能以最高價值、最低環(huán)境影響的方式保留於循環(huán)系統(tǒng)中，不造成資源浪費，進而創(chuàng)造製造端、使用者及環(huán)境三方的互利，機械設(shè)備升級乃成為這波轉(zhuǎn)型浪潮的關(guān)鍵舵手。

臺灣塑橡膠產(chǎn)業(yè)因為具備高度彈性、客製化的智慧製造技術(shù)實力，又融入本地機械與資訊的軟硬整合競爭實力、累積逾70年的塑橡膠產(chǎn)業(yè)Domain knowledge，已打造不同領(lǐng)域代表性的智慧塑橡膠製造設(shè)備及解決方案。

例如透過強大的整線能力，將多步驟生產(chǎn)機臺整合為單一產(chǎn)線，專為特殊成型需求而打造的「one for all」一機多用解決方案，消弭單機對應(yīng)單一生產(chǎn)產(chǎn)品線的限制、開發(fā)綠色永續(xù)材料生產(chǎn)（bio PET、PLA、PP等）等綠色加工技術(shù)；同時提供整廠輸出的綠色製程服務(wù)方案，協(xié)助客戶仍具備高良率及生產(chǎn)效率，更減少能源及塑料浪費，達(dá)到兼顧永續(xù)循環(huán)的智慧化生產(chǎn)。且臺灣設(shè)備廠也持續(xù)打造全電式射出成型機，攜手全球客戶創(chuàng)造競爭力，讓限塑不再是唯一的環(huán)保途徑。

工研院產(chǎn)業(yè)科技國際策略發(fā)展所也指出，因應(yīng)最近10年來氣候變遷、國家政策、科技進展、消費需求，造成製造人力、產(chǎn)業(yè)生態(tài)破碎化等全球大趨勢，引發(fā)製造業(yè)需求變革。現(xiàn)代企業(yè)受到需求驅(qū)動，開始藉著建立數(shù)位化企業(yè)與供應(yīng)鏈，提升客製化與個性化商品製造能力；同時建立具獲利能力的高度彈性化生產(chǎn)能力，才能有效縮短產(chǎn)品研發(fā)與製造周期，提高人員工作效率與價值；進而重建國家及區(qū)域性製造體系、持續(xù)在製造體系中進行節(jié)能減碳。

圖2 : 隨著工業(yè)4.0潮流，國內(nèi)外塑橡膠機械大廠也陸續(xù)導(dǎo)入新世代機械設(shè)備，以強化智慧服務(wù)、智慧機械、智慧生產(chǎn)等製造業(yè)能力。（source:工研院產(chǎn)業(yè)科技國際策略發(fā)展所）

在上屆Taipei PLAS期間，已可見到隨著工業(yè)4.0潮流，國內(nèi)外塑橡膠機械大廠也陸續(xù)導(dǎo)入新世代機械設(shè)備，以強化智慧服務(wù)、智慧機械、智慧生產(chǎn)等製造業(yè)能力。其與傳統(tǒng)自動化最大不同，在於面對更多變與未知環(huán)境，係以系統(tǒng)架構(gòu)使用感測器感知周遭環(huán)境，並透過各類資料分析與控制模型、物聯(lián)網(wǎng)、機器人等軟硬體關(guān)鍵技術(shù)，自動調(diào)整機械在不同製造領(lǐng)域應(yīng)用的反應(yīng)活動，來完成特定任務(wù)。並藉此推進機械產(chǎn)品智慧化發(fā)展的關(guān)鍵議題，約可概分為：

1. 數(shù)位化與連結(jié)，通過數(shù)位化感測與連結(jié)，達(dá)成設(shè)備、產(chǎn)線與工廠數(shù)位化，加入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)平臺，導(dǎo)入數(shù)位3D模型→Digital Twins應(yīng)用。

2. 資料分析與加值應(yīng)用，陸續(xù)達(dá)成關(guān)鍵資訊可視化，巨量資料分析之後，可透過人工智慧、深度學(xué)習(xí)來輔助預(yù)測與自適應(yīng)決策，以實現(xiàn)設(shè)計與控制最佳化、水平供應(yīng)鏈智慧化。

3. OT與IT系統(tǒng)整合，待MES與ERP系統(tǒng)完成整合後，即可進行設(shè)備及資產(chǎn)運作管理，提高生產(chǎn)效能、彈性，進而實現(xiàn)資源使用最佳化，確保資訊與設(shè)備安全。

4. 人機介面與人機協(xié)同，強調(diào)最佳智慧工廠絕非無人工廠，還須以人為核心，搭配協(xié)同機器人(Co-Robot)、AR/VR/MR等人機共工，與環(huán)境整合，提高人均產(chǎn)值。

5. 製造服務(wù)商業(yè)模式，最終基於服務(wù)的新獲利模式，，改變臺灣在全球供應(yīng)鏈地位；進而與國際大廠發(fā)展智慧製造夥伴關(guān)係。

歐日系大廠製造服務(wù)　滿足個人化與大批量客製化需求

舉例來說，Krauss Maffei曾提出「Plastics 4.0」解決方案，即透過導(dǎo)入機臺間通訊標(biāo)準(zhǔn)來獲得更佳生產(chǎn)力與能源使用效率，進行整合式生產(chǎn)；再利用具備自我感知及調(diào)適能力的智慧化機械，以獲得穩(wěn)定的生產(chǎn)品質(zhì)；交互式服務(wù)，減少停機時間，並提供預(yù)測維護服務(wù)。

日本Fanuc公司則以機器人模型自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，展示其在智慧生產(chǎn)領(lǐng)域的解決方案，一旦從手機接獲客戶訂單後，智慧產(chǎn)線就會依據(jù)需要生產(chǎn)的機器人模型，製作生產(chǎn)排程。包含自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，使用Fanuc塑膠射出成型機、工業(yè)機器人及自動倉儲設(shè)備，可執(zhí)行零件加工、模型組裝、成品檢驗、成品入庫等生產(chǎn)程序；透過訂單與製造資訊管理系統(tǒng)，讓自動化產(chǎn)線擁有追蹤訂單資訊、製程參數(shù)紀(jì)錄，與追溯、品檢資訊可視化等功能。

同時利用人工智慧（AI），協(xié)助機械產(chǎn)品智慧化。2018年Fanuc便與Hitachi、Preferred Networks(PFN)3家公司合資成立「Intelligent Edge System」公司，開發(fā)出使用人工智慧（AI）技術(shù)的智慧邊緣（Edge）運算系統(tǒng)AI Backflow Monitor。

藉此不必再經(jīng)終端感測元件蒐集巨量資訊後上傳雲(yún)端，恐造成不必要的延遲或塞車，而可改由分散式邊緣運算更即時、快速處理，協(xié)助Fanuc的ROBOSHOT、α-SiA系列電動塑膠射出成型機實現(xiàn)預(yù)防維護，不必像傳統(tǒng)塑膠射出成型機進行健康狀態(tài)檢測，須要靠操作者自行依據(jù)預(yù)設(shè)作動次數(shù)、時數(shù)，或能顯示樹脂回流狀況的機臺運作波形變化，以評估止回閥的磨損狀況。

圖3 : 現(xiàn)在Fanuc能經(jīng)過建構(gòu)於邊緣運算系統(tǒng)中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)自動建立演算法、模型來分析波形，決定更換閥門的最佳時機，不僅延長使用壽命，也降低更換成本。（source:工研院產(chǎn)業(yè)科技國際策略發(fā)展所）

現(xiàn)在改由建構(gòu)於邊緣運算系統(tǒng)中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)（Deep learning），自動建立演算法、模型來分析波形，並將磨損量數(shù)位化之後，再依實際狀況評估和預(yù)測機臺中的易損件，如止回閥的磨損狀態(tài)等，決定更換閥門的最佳時機；以便於故障前自動通知操作員，不僅延長設(shè)備使用壽命，也降低更換成本。

ARBURG數(shù)位轉(zhuǎn)型解決方案　兼顧個人化與大量客製化生產(chǎn)

值得留意的是，全球塑橡膠機械產(chǎn)銷大國─德國的最新發(fā)展情勢，除了維持向來以高價機種在出口市場表現(xiàn)強勁，當(dāng)?shù)丶s有220家製造廠且多為百年大廠，但在民間減塑的聲浪下，包裝消費品容器塑料用機械與車用零部件銷售已受到負(fù)面影響，射出成型、中空與熱壓成型項目首當(dāng)其衝，甚至讓德國塑橡膠機製造業(yè)的10年榮景可能生變。因此促進塑橡膠產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，必須加速邁向環(huán)保與客製化，進而優(yōu)化機器製程，新型塑橡膠機械在設(shè)計上均以採用可追求無廢料產(chǎn)生，或是在製程中立即回收的新科技應(yīng)用。

德國塑膠射出成型機大廠阿博格公司（ARBURG）智慧化生產(chǎn)單元，繼推出結(jié)合QR Code、近距離無線通訊（NFC）晶片及3D列印設(shè)備的塑膠產(chǎn)品自動化生產(chǎn)單元之後，得以滿足個人化與大量客製化生產(chǎn)需求。即使今年受到疫情衝擊，無法再度參展，卻因為早在2019年布局該公司數(shù)位化模組解決方案，已建立全新入口網(wǎng)站「arburg X world」，影響相對輕微。

一開始從4個免費App起步：「機器中心」實現(xiàn)生產(chǎn)透明化、降低組織成本，並允許客戶訪問中央備件目錄；「服務(wù)中心」允許客戶隨時啟動服務(wù)工單，包含尚未處理的工單、當(dāng)前處理進度和計畫的工程師分派情況都一目瞭然；在「商城」可線上訂購已歸類於「機器中心」設(shè)備的的備份零件，隨時隨地都可方便訂購。還能透過「日曆」，清楚看到待處理的保養(yǎng)事項和其他工作安排。

此外，數(shù)位化解決方案的一大關(guān)鍵，就是通過OPC-UA介面將塑膠射出機及周邊整體環(huán)境聯(lián)網(wǎng)，還能用於線上連結(jié)上層系統(tǒng)，通過IIoT提供所需製程資訊，為執(zhí)行包含：遠(yuǎn)端服務(wù)（ARS）、用於蒐集和提供製程資訊的交鑰匙（Turnkey）控制模組（ATCM）、中央管理系統(tǒng)（ALS）等不同數(shù)位服務(wù)，提高了靈活度。

德商阿博格機械公司臺灣分公司總經(jīng)理黃良?進一步指出，該公司原本要於今年Taipei PLAS大舉展示雲(yún)端服務(wù)成果，可針對自家設(shè)備、零組件、用料管理，並提供預(yù)診服務(wù)，縮短客戶2~3天備料時間，可惜因為疫情而無法如願。但他也坦言，相較於德國市場大幅衰退，許多大廠客戶的投資停滯、轉(zhuǎn)型或迷失方向，臺灣業(yè)務(wù)在這段期間受影響相對輕微。

主因除了ARBURG早已轉(zhuǎn)型線上數(shù)位服務(wù)，現(xiàn)在只要客戶願意登錄帳號，就能看到尚未交機數(shù)量、到貨時間、機器型號、狀態(tài)等資訊。加入「arburg X world」之後，現(xiàn)在每部機器出廠前都會配備網(wǎng)路端點，只要客戶願意加價選購服務(wù)，即可開啟連結(jié)，讓德國總部專家可直接在線上排除故障。「即使在疫情期間人員管制，也能藉此提供遠(yuǎn)端、虛擬服務(wù)、維修，或通知即時更換零組件、直接購買，ARBURG也能相對精簡人事成本。」

且因為宅經(jīng)濟起飛，帶動運動器材領(lǐng)域成長，一舉超越傳統(tǒng)汽車零配件，僅次於3C、醫(yī)療領(lǐng)域。黃良?指出，ARBURG以生產(chǎn)650 tons以下的中小型射出機，早期以加工汽車內(nèi)飾件市場為主，而不像其他生產(chǎn)大噸數(shù)鎖模力的設(shè)備同業(yè)從汽車製造起家，再逐步下放小噸數(shù)市場布局。所以可依客戶加工件厚薄、環(huán)境、模具等不同要求，提供各種油壓/油電混合/全電式動力射出機。

否則，許多客戶往往只看售價，卻忽略後續(xù)設(shè)計、服務(wù)的重要性。有些模具或無塵室仍須透過數(shù)位介面控制油路，以免像全電式機種完全無從掌控；即使採行油電混合動力，也應(yīng)外接泵、油路，而被視為設(shè)計不足，難以經(jīng)過介面整合、控制，以精準(zhǔn)記錄其出力強度、頻率等參數(shù)，確保每次生產(chǎn)的品質(zhì)一致。

圖4 : ARBURG早在2019年布局該公司數(shù)位化模組解決方案，已建立全新入口網(wǎng)站「arburg X world」（source:www.eppm.com）

面對國際節(jié)能減碳趨勢，黃良?認(rèn)為：「ARBURG還是先求品質(zhì)第一，再搭配其他節(jié)能手段整合，來找出效率最佳選擇！」如今不僅於總公司引進大量風(fēng)力等再生能源生產(chǎn)，還強調(diào)可分別在產(chǎn)銷兩端，提高能源使用效率。例如藉著在德國集中生產(chǎn)常用機型，再供應(yīng)全球，以及數(shù)控系統(tǒng)及零組件自製率達(dá)70%以上優(yōu)勢，不怕委外供應(yīng)商斷料，還可掌控能耗、品質(zhì)及整機壽命。並利用簡化主機板設(shè)計，以符合環(huán)保規(guī)範(fàn)；也能讓客戶選配節(jié)能裝置，在ARBURG射出成型機上採用2組泵及油路設(shè)計，來分散工作壓力，並延長設(shè)備使用壽命。如今已獲許多大廠指定採用，搭配模具、送料裝置、機器人等Turnkey solution，滿足穩(wěn)定量產(chǎn)需求。

結(jié)語

目前臺灣智慧機械應(yīng)用方案，主要集中於增加生產(chǎn)效能、提高設(shè)備可用性、製造資訊蒐集與可視化。但工研院產(chǎn)業(yè)科技國際策略發(fā)展所也提醒業(yè)者，現(xiàn)今智慧製造應(yīng)用方案都不會是單一技術(shù)，而須通過多元、跨域技術(shù)整合，提高了研發(fā)難度。

未來若臺灣廠商投入發(fā)展小噸數(shù)全電動式射出成型機，亦可考慮如何與掌握精密關(guān)鍵零組件的德國廠商合作，逐步應(yīng)用伺服/變頻馬達(dá)，以打造符合工業(yè)4.0少量多樣、客製化轉(zhuǎn)型目標(biāo)的智慧化機械。

**刊頭圖：（source:s3-prod.plasticsnews.com）