台湾数控车床在全球市场有代表地位,以高性价比机台见长,持续发展感测器、无线网路、大数据分析、机器学习、人工智慧等技术,提升国产机械的竞争优势,促进台湾制造业的永续发展。特别是生产机台的振动监控,可以掌握机台运作的失衡、缺陷、松动等状况,为多数机台异常的重要变数,攸关智慧机械(如工具机等)及关键零组件(如主轴、马达、轴承等)的运作效率,若有国产振动感测方案,更可创造量身订做的客製化优势。
综观过去数十届台湾JIMTOF展的诉求重点,早期强调高速进给、高速主轴等切削速度议题,逐步发展到2000年代的五轴加工及车铣复合加工机,2010年代的机器人及自动化,2018年展览则主张「Connect Industry」,可知工具机智慧化乃必然之路,点出工具机产业的几个发展趋势。
首先,IoT感测器已普遍应用在台湾数控车床上,可以安装在机台的大多数部位,机器连网的「Connection」已成为最基本条件,JIMTOF 2018即将多数机台连线至大会萤幕,让大家知道每个机台的运作或停机状况,接著是资料的可视化,必须用机台的人机介面显示出来,再利用收集资料进行特徵分析,掌握机台的健康状况、可能问题点、加工能力、与全新机台的差异程度等有用资讯。
其次为AI技术,JIMTOF 2018约有二成厂商强调AI应用功能,如热误差补偿、切削颤振抑制、主轴轴承健康监控、伺服调机、影像处理、机器学习与控制等,AI技术成为趋势已是不争的事实。第三为混合製造(hybrid manufacturing),JIMTOF 2018有多家厂商强调混合製造技术,国际知名大厂的程泰机械皆有相关产品,传统的车铣复合加工仅涉及切削加工范畴,如车、铣、鑽、磨等,混合製造则强调切削加工与3D金属列印的整合运作。第四是软体密集解决方案(software-intensive solution),JIMTOF 2018有三成左右厂商不再强调卖机台,而是诉求客製化软体的加值服务,也就是软体密集解决方案,上述四项乃JIMTOF 2018的主要趋势,预估未来十年仍将依循此发展趋势。
因此,将其统称为工具机产业的Megatrend,其一为工业4.0的智慧製造,其二为新材料加工,不仅是金属材料,还有複合材料、陶瓷材料、超合金等,也就是难切削材,其三为3D金属列印。以营收结构来看,台湾工具机产值约有九成来自硬体收入,包括整机、关键零组件等,从历届JIMTOF展看到硬体差异愈来愈小,多数机台皆有五轴加工、车铣复合等功能,仅是品质、可靠度、精度等程度上的差异。未来工具机的差异化将在软体,也就是操控工具机硬体的软体,如AI、大数据处理、智慧化功能等,预期硬体产值将下降至五成左右,新服务产值则快速拉升至五成,包括3D金属列印、新材料加工、智慧化与软体服务等,多数新技术并非传统工具机厂商熟知的,必须有新商业模式(new business model)或新人才(new talents)共同投入,受限于现有人力无相关训练,通常要招募新血投入创新。
在工业4.0的智慧製造部分,首先强调设计、製造与服务的整合及网路化,其次为可预测性,如加工精度、机台健康状况、现有加工能耐等,以及第一次就做好的「First time right」,此乃因未来产品每个批次可能仅一件,无法依循大量生产的试样投产模式,第三为自我优化的功能,不再需要技术人员协助改善,只要软体或AI技术即可自我学习与优化,第四为客製化生产,即使每个生产批量仅有一件,也有大量生产的品质水准及成本效率,也可看见多个赋能技术(enabling technology)共同牵成,如机器人、3D金属列印、数位科技(包括5G、IoT、大数据、AI)等。