【汽車智慧彈性製造生產】

團隊創新領航－汽車智慧製造精進團隊
福特六和汽車股份有限公司

福特六和 智慧製造之未來駕馭與駕馭未來

福特六和團隊建立車輛智慧製造典範，以三年時間引進國際自動化技術，並與國內夥伴共同建立智慧製造車身生產線。將原產線打掉重建，應用智慧機器人，打造國內第一條多車型快速切換的彈性製造的車身產線，藉由建構智慧彈性之快速切換機構及智慧機器人，可在同一產線生產 4 款不同車型，且在30 秒內完成不同車型切換的生產模式，以達到少量多樣之市場需求。 福特團隊透過「廣設感測器」、「設置物聯網環境」、「建構遠端監控」、「整合監控系統」以及「大數據分析」提升生產與管理效率。同時培植在地系統廠商，帶領供應鏈一起進行智機化升級，進行製程創新及擴大產業之效益，帶動上下游供應鏈體系永續發展。

在平民已經可以搭乘火箭飛出地球進行太空旅行的時代，所有的產業都要與未來和科技連結，工具機廠如是、零組件廠商如是，汽車產業更不能自絕於這項趨勢之外。

身為臺灣汽車製造產業的龍頭福特六和汽車公司 ( 以下簡稱福特六和 )，早在 2017 年中就開始布局，以智慧製造為核心，規劃並執行「汽車智慧製造暨供應鏈品質推升計畫」，其中包含汽車智慧製造彈性生產，以及供應鏈品質創新等兩大主軸，投入高達新臺幣數億資金與為期 2 年多的時程。在2020 年底，福特六和中壢廠端出具體成果，全臺第一條彈性車身生產線亮相，也寫下了臺灣汽車智慧製造的新里程碑。

世界浪潮推動 促使走向智慧自動化

福特六和成軍於 1972 年，在 WTO 尚未向臺灣叩關時期，這家汽車廠可以說是市場寵兒，優良的品質與單一市場的絕對優勢，讓福特六和一直都有很好的銷售佳績，直到 2002 年臺灣加入WTO，驟變的市場模式讓管理者們有了危機感。國際貿易門扉大開，憑著關稅調降的利基，大量且多元化的進口車大舉進入臺灣市場，對本土業者造成很大衝擊。

「進口車不需要太長的導入市場時間，因為他們少了產品在本地研究、開發、製造的時間, 導入成本低廉且低門檻，且能提供多元的車型讓顧客做選擇。」主導智慧製造專案的總廠長胡木榮分析當初的時空背景，是什麼樣的因素導致本土車廠必須轉型。「市場轉變成少量、多樣的選擇結果，讓進口車在 15 年前由原本的市占率只有 20-30%，逐年上升到現在的近50%。」

生存環境被壓縮，促使福特六和亟思解決之道。胡木榮知道國產車的劣勢，包括導入一台新車需要的開發時間動輒 3-4 年，投入經費也高達數十億，再者相關法規還有科技的門檻越來越高，以及市場需求量被進口車稀釋，勢必將生產單一車型的規模降低，因此導入多樣智慧元素，研發車身製造混線彈性生產模式等，成為主要切入重點。

四大策略對升級計畫的重要性

決定未來生產設備升級的走向之後，就是細部的運作。胡木榮提到為了這個專案，成立了一個約27 人工作團隊，訂定執行時間與負責的單位。「我們在思考執行這個專案之前，就必須把每一個細節都斟酌清楚，因為涵蓋面相當廣，除了動用到各部門的資源，也要全球福特給予工程部分的支援。」

團隊建立之後就是精準的核心運作，在此福特六和歸納了四大策略做為執行依據，分別是「應用智慧機器人，建構彈性車身產線」、「透過虛實整合，提升整線智慧化」、「運用機台大數據分析，提升產品品質」，以及「擴大供應商智機整合應用，提高產業附加價值」。

胡木榮分析了四大策略對於這項計畫的重要性。在應用智慧機器人層面，把傳統單一車型車身生產線，改造成為多車型混線的生產線，讓自動化比率至少翻倍，目前已達到同一條產線可容納 4 種車型 (Focus 與 Kuga 車款便由此產線製造 ) 同時生產的能力，切換車型時更換夾治具僅需 30 秒。虛實整合部分，可讓原本要依賴人工紀錄的傳統做法，改由產線廣設感測器來蒐集資訊，配合遠端監控讓異常狀況可以立刻反應至相關人員，採取問題對策。

機台大數據分析使其可由機台參數之收集，以預測故障，以及預先進行維護保養，精進產線稼動率 ( 衡量設備使用效率指標之一 )。供應商的智機整合部分，可透過福特六和建構的雲端尺寸數據資料庫 （FORD WBDM），即時對應中心廠與供應商的生產品質數據， 進行數據分析與對策，促進品質穩定度，並將品質尺寸管制資訊與組裝廠即時連結，建構生產品質的數位履歷並持續優化.

胡木榮說明：「中心廠大部分的零件都來自於供應商，要成就一個高品質且彈性的汽車製造，一定要將零件供應商納入本計畫，同步提升供應商的零件品質，如此車廠才能有優質的造車，這些努力其終極目標還是在建立一個汽車智慧製造的典範，讓產官學部分可以互相觀摩精進。」事實證明，近年可以看到團隊努力的成果，福特六和已經完成一個臺灣汽車智慧製造生產的示範場域， 這其中包括獲得工業局的大力支持與肯定，是產官學通力合作的結果。

加入智慧元素 建構核心價值

共線生產這樣的智慧製造模式在國外並不少見，福特六和最不同的就是在彈性車身產線加入多種智慧元素，增加其產線能力。胡木榮強調，專案原本只想架構單純的彈性生產線，後來剛好獲得經濟部工業局「產業升級創新平台輔導計畫 (TIIP)」的支援，於是在既有的構思上找出更精進的部分，便是增加智慧元素，這也是專案的核心價值。

幾個具代表性的智慧元素包括導入 RFID（Radio Frequency Identification， 無線射頻辨識）。這是屬於無線通訊技術， 我們把RFID 設備安裝到每一台車體上，車體在流水線上經由讀取RFID，設備即可快速辨識車型啟動智慧機具，切換夾具進行相對應的生產作業，達到多車型彈性生產。這個安排可以達到車型辨識與追蹤車輛生產進度。

第二項元素為應用視覺與 AI 科技，接收 ERP 生產排程訊息，自動將車身號碼刻印在底盤，應用視覺與AI 科技進行車身號碼自動判讀打刻字體正確與否，可確保出廠的每輛車子都符合政府法令的車身號碼打刻要求。「這個動作在以前得靠人工紙本拓印紀錄，改成全自動化之後，不僅快速，也確保資料的準確性。」胡木榮點出了 AI 系統的優點。

第三項元素是塗膠視覺辨識系統，導入這項功能，可以在工位上使用機器手臂自動塗膠與上料作業，減低人工施作時會產生的品質不良。「車輛為了氣密性、結構強度，故在零件跟零件之間的組立有打膠作業，這作業過往不管是人工打膠還是自動打膠，如果沒有嚴控品質，容易影響到車子的氣密或結構，藉由視覺辨識系統既可自動辨識塗膠品質是否符合工程規範，確保品質。」

第四項在品質工藝的部分，運用光學掃描技術，即時量測車身組立狀況，利用機器人座標及量測結果，透過AI 進行精準判讀，找出最佳沖孔位置，完成自動沖孔成型，進而消除因零件及組裝過程造成的累積公差，大幅地改善後工程的組裝品質。另外還有導入機器人雷射銅焊車身製程、整合監控系統，當然還有與全球福特同時擁有的雲端尺寸數據管理系統，能提供供應商即時上傳數位品質數據，進行尺寸數據收集、製程能力分析，建構出數位之生產品質履歷，可迅速掌握各供應商之品質資訊及立即反應相關問題，帶領供應商品質之提升，促使供應體系走向智慧化管理。

克服整合期挑戰 小而美產線目標

專案執行不會一帆風順，尤其牽涉到觀念的置換，人才的培育及協力廠商的合作，每一階段都有挑戰。胡木榮戲稱這過程有如生孩子，有很多酸甜苦辣與磨合過程。就可行性評估，大方向可以參考國外經驗，但不能完全採用。「國外有經濟規模的優勢，舉例全球福特組裝線一小時可以生產 60 輛車，一天輪三班，臺灣福特六和沒這條件，市場規模小，小而美的產線才能契合臺灣需求。」

執行面的部份，由於本次汽車智慧彈性生產計畫的範疇較大，技術導入層面較廣泛應用如智慧機器人、IOT、AI、線上監測與雲端尺寸系統等，於執行過程中所面臨之困難部分，即缺少本地的系統整合商。國內自動化系統整合廠商過往於國內應相對較少有機會投入如此大型數位轉型自動化專案，如何進行資源整合，尋找國內外合適的系統整合商，以攜手合作執行本次數位轉型專案。利用有經驗的國外系統商為主技術擔當與配合國內有潛力廠商負責設備的安裝，培植本地的系統整合能力。而藉由本次專案之參與投入，透過福特全球資源的應用，不僅使國內汽車產業有了嶄新的發展，對於系統整合商之成長亦有顯著效益。

此外，說服下游供應商參與智慧製造專案。胡木榮說明，「專案初期供應商聽到智慧製造都表達高度興趣，但考慮到投資成本時，就會猶豫，經過不斷地實訪說服，大家了解轉型是必然，否則會被淘汰。最終一共邀請了 17 家廠商，一起完成這項數位的變革。」

另一困難部分，如何使第一線的維護技術團隊與工程師得以接納嶄新的生產型態，進行相關技術轉型及思維改變，以迎接新的數位生產模式挑戰。對於實際作業者來說，其已習慣於以往的傳統生產模式，要在短期內接納全新自動化的生產樣貌並不容易，尤其本次專案導入多項新穎的技術於廠內應用。胡木榮點出解決之道：「我們規劃了很多課程，包括跟國內的廠商合作，來培養工程人員跟維護團隊。」

自動化達90% 的具體成效

2020 年智慧化生產開始上線，福特六和新的車型如 Kuga 及 Focus 都是這條生產線出來，在自動化目標來講，彈性產線已達到90% 的自動化比率。胡木榮重申，這條智慧彈性生產線是要滿足少量多樣的需求，要快速地回應市場量的變化。

從結果論回溯，2020 年公司營運較 2019 銷售增加了 40% 以上，即便遭逢疫情時期，全球汽車零件斷鏈，福特六和仍有不錯的銷售佳績，市占率倍增，創造許多就業機會增加三成以上的員工。另外在生產成本也達到近兩成的改善，整個產業的產值 ( 這個供應鏈 ) 也跟著上升接近百億。

與本地設備廠商的合作也達到雙贏的效益，胡木榮指出：「我們培植了數家機電相關部分的系統廠商，臺灣廠商沒有這個經驗，藉由參與這項智慧產線彈性生產設備導入與建置過程，由設備的系統國際廠商如ABB 擔任教練角色來主導產線的規劃設計與開發，本地廠商來建構生產線及問題對策，諸如試車、問題點調查、解決、驗證與產線稼動維持，經過這二、三年的磨練，他們已經能完全上手。」等於因為福特六和導入這些智慧元素，使得本地設備供應廠商有了練功的舞台，提升廠商的研發能量，達到雙贏的目標。

VR 虛擬實境與AR 擴增實境 迎向未來智慧

智慧生產應是長期發展的趨勢，未來還有一些目標與計畫需要繼續精進，福特六和對於駕馭未來負有使命感。胡木榮認為，這一次的疫情讓所有產業都有一次靜下來省思的機會，疫情造成外部技術資源尤其是全球的工程團隊無法臨場進行設備的安裝導入， 技術指導或教育訓練等，因而延緩了專案執行進度或降低運作效率。因此我們將持續導入更多新科技，例如VR 虛擬實境運用之部署，讓我們能夠跨越時空的限制，快速模擬、打造更智慧的數位工廠。透過VR 視覺與操控設備模擬產線運作狀況，進行方案調整進而優化生產流程；不僅如此，VR 虛擬實境亦將使全球Ford 的優秀員工匯聚於同一個時間與空間之中，幫助工程師做出更有效的決定，透過設備的數位化進而縮短設備導入時間，優化了生產流程，讓未來的智慧製造繼續迎向曙光。

創新秘笈BOX

考量臺灣市場需求，開發適合國內環境之智慧製造升級方案，並且搭配福特六和新車型導入計畫進行整體成果驗證。應用智慧機器人，建構彈性車身產線，以混線生產符合市場少量多樣化的需求；加入智慧生產元素，透過物聯網技術，使產線智慧化，即時建構關鍵設備生產履歷，進行大數據分析，提升生產效率與推升品質；協力體系納入智機升級，分享智慧化成果於產業界，提升汽車產業智慧機械應用。同時結合政府、法人及國內系統整合廠商力量，共同打造汽車產業智慧製造典範，並獲得工業局肯定為汽車智慧生產之示範場域。

得獎感言－福特六和汽車(股)公司 胡木榮 總廠長

感謝經濟部給予福特六和汽車的肯定，本次產業創新應用，福特六和汽車致力打造一條智慧彈性生產線，用以滿足國內少量多樣化的汽車市場需求。感謝開發過程中，經濟部工業局及相關單位的鼎力相助，致使福特六和得以成功順利的完成本次產業創新升級專案，也期望未來得以分享本次經驗予相關產業應用，共同打造汽車產業智慧製造典範。最後，福特六和未來也將會持續在產業創新領域深耕努力，藉本次產業升級經驗之基礎，結合更多的創新思維，努力將更多新穎的想法實現，並且應用於汽車產業鏈中，打造一個有競爭力的汽車生產環境。

• 發布日期：2023/07/01
• 最後更新時間： 2024/05/06
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