2008年9月29日

"全球化協同設計製造"

How Electronics Industry achieves Global Product development across the world with Dassault Systemes solutions (電子業全球協同設計製造概念...) "

全球化協同設計製造"的趨勢了已經不可抵擋,我們可由下個影片瞭解所遭遇的問題,而從事設計的工程人員更應該瞭解,才能在這經競爭的環境中取得先機.(身為工程人員於選擇工具時要特別注意)

為何模擬專案會失敗的七個原因(7 Reasons Why Simulation Projects Fail? )

1.模擬劇本未實現
2.想模擬所有的人事物
3.期望過高
4.無法控制模擬劇本與實物之差異
5.未依作業流程進行模擬
6.利用錯誤的作業流程進行模擬
7.無作業流程即進行模擬

為何我們需要數位模擬(Why do we need the Simualtion? )

1.過於複雜的系統,而使用簡單的數學公式或經驗法則無法獲得解答時。

2.計畫建立的系統屬於高成本或長時間,存在高風險之現象,而為降低風險,可利用模擬先行確認系統之可行性。

3.已存在之系統需進行改造,但因停機調整成本過高,導致專案時程很短,此時則可利用模擬確認專案流程或步驟,藉此降低風險。

4.確認未知的風險。

模擬將會是未來十年的趨勢

模擬將會是未來十年的趨勢(Simulation will popular in the next ten years),現代的專案投資金額越來越大,相對的其風險也就越大,數億元的投資案中你願意承擔失敗的風險嗎?我想如果可以不承擔風險或降低風險的話,沒有一位投資人想要承擔風險的。
而透過3D的實境進行虛擬模擬可降低規劃或設計風險,這將是未來的趨勢,也是目前各國全力發展,但這不是買軟體來用就可了,必須結合Domain Knowledge才有可能完成的。
DELMIA/CATIA為我目前使用最頻繁的軟體,分享給各位瞭解。

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DELMIA 數位工廠軟體,是由目前工業用軟體領導廠商 Dassault Systems 公司所開發出來的生產製程規劃專用軟體,是繼 CATIA 產品設計。Smarteam 產品資料管理後另一協助廠商,加快產品量產上市速度,降低生產規劃錯誤率,及提高生產線效率,降低生產線建線風險及降低生產成本,快速獲利的一大利器。
主要用於產品設計完成後,生產工廠之產品 (零件。次組件。 系統件)、製程 (工作數量、工作順序、工時)、資源(生產設備、工具、夾制具、機械手臂、加工機台、CMM量床。。),3D 化之生產工作規劃、細部驗證、產出分析之數位模擬整合應用 。
可適用於航太業、汽車業、機車業、手機組裝業、家電業,FPD 平面顯示器產業機械設備加工組裝業,造船業,整廠整線輸出業等 …

數位工廠技術在工廠實務上的應用領域介紹
1. 產品生產製程規劃的應用
2. 產品組裝順序及過程確認的應用
3. 生產組裝人因的應用
4. 現場工令編寫及現場查詢的應用
5. Robotics 機械手臂模擬的應用
6. 加工製程規劃及公差解析的應用
7. 加工機台實況模擬的應用
8. (離線/線上) 量床品質檢測的應用
9. 工廠大物流模擬的應用
10. 工廠自動化控制模擬的應用
11. 數位工廠的全面導入與整體整合應用

DELMIA 數位工廠產品之區分依用途可分為以下四類
(1) E5 製程規劃
> DELMIA Process Engineer
> Work load Balance
> Automatic Line Balancing
(2) V5 製程細部規劃驗證
> DELMIA DPM ASSEMBLY
> DELMIA DPM Human Builder
> DELMIA DPM Inspection Process Planner
(3) D5 生產線模型建構模擬分析
> QUEST Discrete Event Simulation
> QUEST Express
> IGRIP
> Virtual NC Dynamic Machine Tool Simulation
> Virtual NC Machine Build

·Catia 是由研製幻象戰機的法國達梭公司所研發,Catia 系統最早應用在民航機、戰機的形體設計,例如全世界大部分的波音飛機,均採用此一系統作精確的設計與製造;之後在航太領域商機逐漸達到飽和之後,便擴大領域到汽車、電腦及其他精密家電產業。
Dassault Systemes 於 2000 年推出 Catia V5 這項 Catia 系統的最新產品,目前在全球市場佔有率達到七至八成。Catia V5 最大的核心競爭力優勢在於可藉由「知識智慧庫」發揮即時錯誤導正的功效,將可有效幫助工業製造各個部門在設計、生產上的協調統合。
經由 Catia V5,從飛機、汽車,到消費性家電用品都可直接在電腦螢幕上進行設計,然後生產;例如波音 747、777 可直接在電腦繪圖後進行生產,不必像過去一樣需要先生產模型機。

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事件/排程/物流/生產流之分析模擬

事件分析模擬可利用QUEST Discrete Event Simulation這套軟體來達成。主要運用範圍為工廠大物流模擬及事件模擬的應用。例如要幾個Buffer或Machine才可以達成所設定的Cycle Time。

AMT Engineering- Auto Painting Simulation

塗裝機械人之協同作業之Cell也可利用IGRIP軟體進行Layout佈置規劃.也可進行噴塗狀況之模擬。

AMT Engineering- Ergonomic Simulation

人員作業也可利用IGRIP之ERGO模組軟體進行作業分析模擬,另外也可確認Layout佈置規劃結果。

AMT Engineering- Simulation of Robot Packing Pallets

搬運機械人之工程站也可利用IGIRP軟體進行Layout佈置規劃及Cycle Time模擬確認.可使投資分析更加的精準,也不用擔心工程站是否可達成設定目標。

機械人焊接規劃模擬

數台機械人協同作業時如何於規劃的Cycle Time中完成任務?這是工程規劃人員最頭痛的問題。預算不足與時間緊湊總是最大的敵人,工程人員追求永遠在設備投資與產出中尋求平衡點,但利用IGIRP軟體除了可進行機構干涉確認外,也可進行Layout佈置規劃及Cycle Time模擬確認,使規劃的結果更加精準。

Delmia應用案例 by Augustine

Car engine ford 3d duratec HE assemblage

引擎組裝複雜嗎?透過Digital Mock Up可以將複雜的步序進行模擬確認,對於設計人員及規劃製程是不錯的工具。

Flight Simulator X - First Commercial Flight Airbus A380..

當全球最大型客機空中巴士A380在..新加坡亞洲航空展翱翔後,而準備降落時,你可曾擔心”機場的跑道規模可以讓全球最大型客機空中巴士A380降落嗎?”..透過數位模擬的技術…可以於設計階段便進行機場及飛機之相合度確認…大幅降低降低設計的成本,風險,時間….

製造業中的"創造業"

這家公司原本是工具機製造商,後來近幾年來公司轉型為系統整合商的角色,仔細觀察該公司的財務報表發現四年前還是虧損的狀況,但隔年即為損益兩平,而近兩年的營收大幅成長,他的秘密倒底是什麼?....其實該公司的秘訣即是利用數位技術(規劃、設計、模擬)與顧客一同規劃開發Cell或是Station(工程站)甚至是Line(生產線),提升交易的成功率並縮短交易流程,其實說穿了就是利用數位技術+協同規劃設計之行銷法來推廣他們的"工具機",而不只是運用於工程改善,所以AMADA以"製造業的創造業"為其企業價值核心,以創業業的精神來行銷,所以這也是AMADA與其他工具機廠商差異之處,下列有兩個網站連結,各位可以參考看看!



AMADA 最先端板金技術提案
http://mw.newmaker.com/news_25146.html
Amada has built new Solution Packages
http://www.digital-bankin.com/aboutvpss_en/about_02.html

以前的我總是在想如何由90分進步到100分,但看過這家公司後,發現原來別人的思考邏輯為如何由90分大躍進到200或是300分!這家公司的成功轉型經驗可給台灣企業不少的啟示,而台灣如何由"製造"導向走到"創造"導向將會是未來最重要的課題。

模擬飛機組裝之目的

模擬的目的就是要於設計階段便解決組裝工時、學習曲線等生產製造的問題。


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以下文章參考自 「飛機製造工時 」

http://alfredcave.blogspot.com/2009/07/blog-post_4621.html

組裝及測試工時有關因素

在組裝飛機的過程是相當耗時的,它沒有辦法(至少目前沒有)像生產汽車或電腦產品一樣,可有一條完整的自動化生產線,組裝飛機的方法除極少數目前正在研究使用焊接技術外,絕大部分是以傳統之鉚釘來鉚合零件,或用螺栓組合零件,因此需要靠大量的人力工時,利用組裝工具、型架將一個個零件組裝成一架飛機。尤其是剛開始組裝前面幾架飛機時,由於員工缺乏經驗與工具使用之正確性,所耗用的時間往往會較長,但愈做愈熟,加上工具可能會作適當的修改,愈到後面的飛機組裝工時就愈來愈少,這就是所謂的「學習曲線」效應。一般來講,組裝一架飛機所需的時間與下列各項因素有關;

學習曲線
人員素質
組裝工具
廠房設施
學習曲線

現在假設員工素質優秀,為成熟的技術員,組裝工具使用亦非常的方便且合乎人體工學之要求,廠房設施、燈光需求均合乎工業安全標準的要求,在這種情況下,我們來說明一下「學習曲線」的意義。

所謂「學習曲線」簡單的說是成熟的員工在適當的工具與廠房設施下去組裝一架過去沒有組裝過的或一架新飛機時,組裝所需的工時是與組裝完成的架數呈遞減的關係。「學習曲線」常常用百分比表示,例如80%的學習曲線的意思是說,當第一架組裝的工時假設為100小時,第二架組裝的工時則為80小時(100*0.8),第四架組裝的工時為64小時(80*0.8),第八架組裝的工時為51小時(64*0.8),第十六架組裝的工時為41小時(51*0.8),依此類推,最後組裝的工時趨近一個常數。同時當我們說85%的學習曲線時,第二、四、八、十六架……之工時則為85、72、61、52、……小時。若為100%的學習曲線,則表示沒有學習進步的空間,每架飛機組裝的工時均為100小時。若用圖形來觀察,則如附圖所示。



但我們要注意一件事,這條曲線是理論值,真實的點可能會高於(或低於)理論值,散佈於曲線的兩旁,尤其是最前面的幾架飛機,真值可能會跳動的很厲害,但在數十架之後真值和理論值應相當一致(或十份接近),而真值的趨勢線和理論曲線也會相當一致(或十份接近)。

飛機組裝工時
若你為一個飛機製造廠組裝經理時,要如何去估算組裝所需的工時呢?只要依據上述學習曲線的文字說明方法,(其實學習曲線有一個不太複雜的數學公式),即可估算出所需的工時。但是前題是要先決定學習曲線的百分比以及首架工時。美國中央情報局的智庫蘭德公司所發佈的研究報告及文章指出,一般而言,飛機組裝工時的學習曲線約為85%。在「FAA新機認證」一篇中,我們說過可由飛機的全部藍圖中列出物料清單,所以你已知道每架飛機需要多少個零件或組件、及以多少個鉚釘或螺栓、或多長的焊接需求、也知道每個零件及組件的尺寸……等等。在美國由於航空工業發達,有相當可靠的數據供你使用,通常是採用第一千架的經驗標準值,把每個鉚釘的鉚合時間、每個螺栓的栓合時間、每一英吋的焊接時間、不同大小的零件的提舉定位時間……等等全部加起來,就得到第一千架的組裝工時,再反向推算回去得到首架工時。若還沒有完全設計完成,沒有物料清單可以應用,倒是一件令人麻煩頭痛的事情,只能參考類似機型之工時。

一般人常會有一個誤解,要拿第一架原型機的真實工時來做為首架工時。其實不然,前面說過最前面的幾架飛機,真值可能會跳動的很厲害,如果你依此來做人力及資金規劃,不是太多就是太少。真正的作法是以第一千架的組裝工時反向推算回去,再與真值做比較,檢討你的工廠流程及效率。此外,近年來美國有不少航太廠商將一些組裝工作移轉到台灣或中國大陸,由於不是新的工作,重新開的生產線不能視為第一架,但也不能由原來生產的架數開始計算,因為雖然工具、工序、計畫都已妥善,但人員究竟是新手。依美國航空工業的經驗是回溯⅓,例如原來生產了三百架,新生產線的第一架工時約與舊生產線的第二百零一架相同。

還有,你不能反向推算時使用某個百分比,得到首架工時之後,又用另外一個百分比正向計算。筆者就碰到過一個例子,一家美國航太廠商願意將新機製造的部份工作移轉亞太地區,考慮到亞太地區的民用航空工業正在萌芽階段,故以75%的學習曲線來反推首架工時(可得到較高數值),可是該亞太地區的廠商卻只知道一定要用85%的學習曲線,而且只有正向推算的概念,所以一直在學習曲線的百分比(75%或85%)和原型機的製造工時上打轉,完全不瞭解美國航空工業的經驗、組裝工時的標準、以及學習曲線的真實內涵。

對「學習曲線」一知半解的人通常計算能力都還不錯,因為在固定了首架工時之後,愈大的百分比表示愈陡的降幅。若純以此數學觀念應用在採購、計價和議價的方面,作為賣方,你的工時報價所採用的學習曲線百分比是愈高愈好,表示所需的工時多,要賣的價格也就水漲船高了;反之,你是買方的話,當然希望賣方的工時報價是愈低愈好,亦即學習曲線的百分比要愈低愈好,表示所需工時少,要採買的價格也就相對減低了。

量產率

有關飛機的生產,我們也常常聽到所謂的年量產率或月量產率,亦即一年生產幾架或一個月生產幾架。量產率通常決定於交機給客戶的時程,有了量產率以及組裝飛機的工時後,所需的人力以及相對應之員工工作時數(每天一班、二班或三班制工作)便可決定,當然與組裝工具的套數亦有關連。

”精實生產”的下一波革命即將來到!

The next solution for the Lean Production

Toyota汽車的”生產規劃”一向集中於日本設計,其中包含產能及生產線規劃,而Toyota位於全球各地的製造工廠只有生產之功能。而當新的車型要導入開發時,各地區的工程師必須前往日本去瞭解並且檢討新車型的製造方法。

嶄新的現代的數位技術可將資料儲存於網路上分享給各地的工程師,而進一步利用數位模擬技術來實現”製造導向之設計”方法,而英國的工程師得以於”設計階段”時,便利用模擬技術於電腦中模擬未來的作業之情境,其中包含人工及自動化作業,而藉此使生產達到最佳化的模式。至於模擬的範疇則包含製造流程、製造工具設備及人員作業及訓練等,模擬檢討的過程中,這些資料可以回饋給日本的工程師,Toyota日本總部還是有絕對之控制權,而透過數位的技術可使來往日本與英國的次數縮短,這不只是單純的代表旅費成本縮短,這也表示整個由設計到製造流程的時間縮短。


P.S.原文請參照下列文章(未逐字翻譯,只以文章大意解說)

FindArticles - Toyota Manufacturing UK Uses DELMIA to Optimize Design-for-Manufacture Process; Digital Technology Enables Automakers' Strategy for Global Information Sharing across the Extended Enterprise
Business Wire, Oct 26, 2005

Flexsim Model- DVD Assembly Line

電子業之生產線於投產前可能連Layout或是人員配置都還搞不清楚,但透過DVD組裝生產線之模擬可與事前瞭解規劃是否有問題,可降低學習曲線!

數位工廠將是製造業的秘密武器

綜觀全球之總體經濟環境,不難發現目前國際能源價格高漲、全球資源爭奪激烈、新興國家對能源及資源的需求急速增加,帶動全球物價上漲,各國無不將資源的取得及運用效率視為施政重點。資源之取得在於「經濟力」之強弱,不在本探討範圍內,而「運用效率」則是未來的事業契機,因為經濟的的總成本可區分為兩個面向,一為「製造成本」,也就是物質的轉化成本,二為「交易成本」,例如法規、交易流程等等,而於提升物質轉化效率部分則往往仰賴「學習經驗曲線」及「新技術」的突破,「新技術」不確定性高不見得立即有所幫助,而「學習經驗曲線」其實也必須經歷一段沒有效率的製造。

提升效率之方法就是在投資前事先於電腦中利用模擬程式確認,可使利用效率大幅提昇,歐美等大公司早已經「虛擬工廠」技術列為核心技術之一,而目前日本、韓國、印度等亞洲國家之領導型廠商,也紛紛將虛擬工廠技術列為其公司未來五年之核心競爭力,這是未來不可避免的趨勢,而這對於台灣製造產業之價值鍊勢必有劇烈的影響。

罐裝工廠模擬-Flexsim Model- Bottling Line

Flexsim是進行流程與物流模擬的一套軟體,下列則為使用該軟體模擬罐裝工廠的生產流狀況,而我們可由此模擬確認生產流的可能性及物流的供應等問題!

高級車連規劃過程也要求完美!


看到高級汽車製造商願意投資鉅額於數位虛擬工廠上覺得蠻合理的,我想這是因為高級車的製造成本也比較高,如果規劃錯誤的話,反而造成更大的損失,所以在設計新車型時即開始針對工廠之配置進行規劃。

畢竟完美就是高級車的代名詞



本田汽車於數位工廠中的人因模擬

人體模擬只是數位工廠應用的一環,而本田汽車也開始大量的運用。

http://www.86vr.com/news/industry/200611/9342.html

在2006年10月31日由日本DELMIA公司主辦的“DELMIA 亞太用戶會議2006(DELMIA Asia·Pacific User Conference 2006)”的主題演講上,本田介紹了其的虛擬工廠戰略。

  本田四輪新車型中心整車技術室的生產技術骨幹並木明發表了題為“本田對‘多維製造’的嘗試”的演講。演講中,並木引用了在設計部門使用的基於“DELMIA HUMAN”的人機模擬技術,談到了如何利用三維資料縮短開發週期。

  該公司表示,不光只是使用三維(3D)資料,還需要向多維邁進,在3D基礎上增加時間概念達到四維(4D),將視覺和手、腳等納入考慮範圍達到五維(5D),再加上個體差異共六維(6D)。最終目標是發展到七維(7D),使虛擬世界具有無限接近現實的真實感,使依靠感覺和直覺的作業實現視覺化。

  作為多維的範例,演講中利用大量視頻內容,介紹了各階段的智慧類比的實例。比如4D,通過加入時間概念,就能對動作的可完成性、時間管理和步驟的合理性做出判斷。

  另外,作為5D來說,通過分析視覺、手、腳的位置,將能進一步提高作業效率。通過對視角進行驗證,就能確定頭在作業中的位置。上半身和下半身的位置則分別根據手、腳的位置來確定。通過對腳部的移動進行模擬,將能逐步提高相同作業時的效率。經過上述探討的專案都已作為經驗積累下來,並在海外工廠等進行全球化作業推廣方面發揮了作用。

  作為6D來說,主要就是驗證體格的差異和供貨地的不同會使作業產生什麼樣的變化。並木舉例說,向左舵車推廣已在右舵車上驗證完畢的作業時,既可利用鏡像功能對左右對稱的作業進行編輯,也可確認不同的作業高度會給身體造成什麼樣的負荷。

  關於7D,並木表示目前仍在進一步探索。正在通過以半透明方式對看不到的部分顯示出來,使依靠感覺和直覺的作業實現視覺化,同時還在研究如何把美表現到讓人感覺到是真實的程度。

Mazda 貫徹國際化自動化數位化 (數位工廠系列)

2000-05-02 / 經濟日報 / 32版 / 綜合產業 記者黃嘉裕/台北

早上8時多,日本Mazda員工手拿著公事包,魚貫穿過廣島總部大樓前面;上班人潮中,裡面有外籍人士、也有日本中年人、年輕人,凸顯出Mazda是家美日混血、擁有80年歲月的車廠。

走進總部陳列著Mazda當紅的車系,有今年1月起限定200輛在網上銷售的Demio、有轎車系列的Capel-la和Familia房車;也有銷售突破50萬輛的MPV休旅車、去年3月上市五至七人座的Premacy;以及Mazda自傲引擎技術的MX-5、RX-7、Roadster等跑車。

連著總部大樓隔壁的新聞室,半橢圓式明亮空間內,擺著已在去年東京國際車展亮相、今年底即將上市的都會SUV(越野)休旅車Tribute,是Mazda過去從來沒有嘗試過的車種。

是什麼力量,驅使一家以三輪摩托車、貨車起家的車廠,轉變為世界品牌,成為日本第五大車廠 去年日本車廠中,除了豐田 (Toyota)、本田 (Honda)獲利外,日產、三菱仍陷虧損的泥淖,Mazda為何能夠自1996年轉虧為盈,最近連賺兩年約2億多美元呢

最早開放外人投資

第一個答案是,Mazda是最早以開放外人投資的日本車廠。

日本Mazda株式會社總裁費爾斯 (Mark Fields)說: 「福特與Mazda兩家合作的關係,可以追溯30年雙方零件買賣往來。」1979年福特取得25%的Mazda股權,1996年福特再提高持股比率到33.4%;這種車廠合併模式,早於日產、三菱在近一年來才找到合資夥伴。

費爾斯並不是第一位由福特派駐Mazda,之前已有兩位福特總部派來的。費爾斯點出Mazda擁有其他「剛」結婚的日本車廠優勢,他說: 「車廠合併最容易忽略了如何降低管理和後勤支援成本,初期只能期望節省零件與製造成本。」

現在的Mazda廣島總部,可以隨時看到「老外」。Mazda總裁、管理財務、產品開發到銷售主管,清一色是外國人。再看看Mazda中堅的主管,接觸到日本人至少都是英文流利,彼此上下溝通不難。

把場景搬到同樣是設在海濱的防府工廠,距離廣島170公里處,是一處以外銷世界為主的汽車工廠。來自台灣媒體一位資深記者觀看過後,評估防府工廠自動化程度至少80%以上,不輸歐美大廠。

在防府工廠,找到了第二個答案,Mazda有自己一套的自動化生產流程。

年產能40萬輛的防府工廠,去年只製造29.5萬輛,其中七成出口,三成內銷。這可能是受到日本不景氣影響,Mazda去年較前年產量下降了3.8%。



高自動化生產流程

根據日本汽車製造協會 (JAMA)表示,日本11家汽車製造廠商1999年的國內產量,下跌至989萬5,476輛。是日本20年以來,汽車產量首度沒有超過1,000萬輛。

費爾斯也擔心日本經濟復甦問題,儘管日本3月失業率高達4.9%,零售額連續36個月萎縮,顯示消費不足,汽車市場內需黯淡。

Mazda自動化生產體系協助穩定品質,提高顧客滿意度。防府工廠員工3,500人,去年製造29.5萬輛,平均約每人每年84輛,較台灣車廠生產效率高 (1998年中華汽車平均每人生產力35.4輛,排行三菱全世界車廠第二位)。

儘管日本車市不景氣,內需萎縮,Mazda外銷車一直成長中。尤其是台灣市場雖囿於日本進口車配額,台灣Mazda第一季已經消化50%以上配額,有志難伸。外銷替Mazda找出路,也是自動化彈性生產的表現。

踏進防府工廠,自動衝壓機較過去提高70%效率,車身也是由270個機械人銲接,工廠主管告訴我們「解決工人不願從事危險、骯髒和辛苦的3K工作問題,銲點均勻而保證品質。」,Mazda的Premacy和MPV車系正在混合生產中,全部銲接點達到3,000多處。

日本車廠以車體組裝線自動化來表示,防府第二工廠自動化程度達到21%,但從前面的車身幾乎百分之百銲接,無人搬運系統,以及塗裝工廠採用獨特360度旋轉的Hi-Reflex塗裝技術,自動化程度令人咋舌。



將高科技導入研發

回到廣島總部的數位設計中心 (MDI),看到另一個高科技的秘密設施。Mazda把運用資訊技術 (如立體3D設計、數位模型等)在總部建立一處「虛擬工廠」,與全世界的零件供應廠連線。

「我們相信透過MDI的運作,已將新車開發時間由過去的27個月降到目前的18個月,未來兩年的目標是到14個月。」Mazda研發業務管理本部最高主管山本紘說,「MDI從1995年2月啟用以來,完成兩個二階段,已經訓練5,000多人次熟悉各項技術,將進入第三階段整合到模擬測試等高難度技術。」

過去,車廠新車開發耗時耗力,Mazda不僅將科技導入設計、開發、模擬測試等前半段,例如共用零件的設計研發,MDI估計節省了三成研發費用以及人力。這是Mazda為何能在同業脫穎而出的第三個答案。

Mazda拍了一部三分鐘的品牌形象錄影帶,故事中一再出現Zoom-Zoom的字眼,代表學步的小孩子對汽車喃喃自語意思。

如果用「Mazda」公司名字來解釋它挑戰未來的意義,其中的z代表Zoom-Zoom的車子,而上述國際化的合併(Merge)、自動化(Automation)、及數位化(Digital)等三個面向,正是背後努力走過軌跡。

若是硬要找到其他的答案,在費爾斯這位今年才39歲、日本汽車業最年輕總裁的笑容上,找到另一個A,那就是欣賞(appreciation)。

費爾斯告訴我們,Mazda的造車理念是讓消費者坐進駕駛座裡,充滿感情,喜歡Mazda。換言之,以創新產品及最好售後服務,提供車主一個有價值產品。一輛令人欣賞的車子。

2008年9月28日

PLM之後,數位輔助設計軟體市場的下一波成長動力

本文章參考自先構技研網站 www.prefactortech.com
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Author: Jeff Kuo
Participants: Augustine Chen, Jeff Kuo

CAD/CAM軟體的市場結構,在技術成熟度與競爭策略的佈局攻防下似乎就這樣底定了。PTC參數科技、Autodesk、Dassault Systems達梭、以及Simens UGS 西門子優擎,都在尋求下一個擁有強勁成長空間的市場,而PLM(Product Lifecycle Management)軟體,似乎就是下一個兵家必爭之地。引用Daratech 2006年全球PLM相關產品市佔率報告指出,達梭以25%最高,領先Siemens UGS(19%)、PTC(10%)與Autodesk(9%)。但是從亞洲企業導入PLM系統的比例上來看,這個比例將來還是有很大的變動空間在。
從CAD/CAM到PLM的演變,以台灣市場為例,十年前康柏電腦(Compaq)宣布進駐台灣市場並開始對國內製造電腦廠商發出代工訂單。當時康柏電腦便要求台灣的OEM廠商要在一個月交出設計圖來,這在當時的時空背景而言是空前的挑戰。PTC的CAD/CAM系統便在OEM強勁且嚴苛的市場需求下第一時間快速的導入了台灣市場。
然而隨著產品生命週期的快速縮短與全球化市場的驅力下,PLM工具也隨之進入了台灣市場以加速新產品上市的時程。而達梭系統與IBM在一開始就搶得了PLM的先機。IBM其實很早就有PLM,早在二十年前,IBM就開始與法商達梭系統合作,並且投入相當大的人力來進行軟體的開發、銷售、與顧問服務,使其PLM的產品及服務在全球拓展開來。2006年達梭系統結束與IBM二十多年的經銷伙伴合作關係,並且積極投入台灣市場的經營。但是在從亞洲這個PLM市場尚在開發中的區域來看,似乎Siemens UGS這個新組合帶來了許多的想像空間。
今年(2007)五月四日西門子(Siemens)已正式完成對UGS公司的收購案。西門子的Siemens Automation and Drives (A&D)集團希望透過購買UGS集團,將其自動化技術產品線,擴展到包括產品生命週期管理(Product Lifecycle Management,PLM)的計劃、設計和模擬等工業軟體。UGS的產品將使西門子A&D完成“數位工廠”從硬體到軟體的Total solution策略。Siemens UGS在”數位工廠”上所產生的綜效如何,將會是未來PLM市場上值得關注的。

豐田汽車以速度拉開與對手距離(數位工廠系列)

本文章 轉貼自 【2004-03-08/商業周刊/850輯/P.126 】

在消費者多變的時代,速度往往決定了一切。能更快因應市場變化的人,才能成為贏家。為此,豐田汽車特地研發出全球車身裝配線﹝Global Body Line﹞,以做為下一階段的競爭優勢。
豐田汽車近幾年在市場上不斷成長。根據《日本經濟新聞》的報導,光是去年,豐田在美國就銷售出二百零七萬輛車,市場占有率為一一‧二%,創歷史新高。根據美國《高速企業》雜誌的報導,豐田汽車計畫在二○一二年以前,將市場占有率提高至一五%,超越龍頭老大美國通用汽車,成為世界最大的汽車製造商。
標準化
推廣全球車身裝配線
為了奠定下一階段的競爭優勢,豐田汽車已研發出一套有效率的彈性生產方式,名為全球車身裝配線。現在,豐田汽車已經陸續將全球車身裝配線推廣至全球,並建立標準化的金屬加工作業。
全球車身裝配線的前身,即為彈性車身裝配線﹝Flexible Body Line﹞。不過,全球車身裝配線比起舊的生產模式,多了許多優點。首先是更為節省空間及時間。以往,豐田汽車的生產線需要三個機械棘手才能固定車身,讓作業員進行焊接的工作。現在,全球車身裝配線將其簡化為一個機械棘手,即可固定車身。因此,車廠可大幅減少機械棘手的數目,節省出來的廠房空間,即可拿來做為汽車修理廠或其他運用。

有效率 :不同車款同一生產線
而全球車身裝配線另一個特點在於彈性。例如,豐田將作業方式標準化,無論是由作業員或機械操作,都可達到一樣的效果。因此,在人力比較便宜的地區,豐田汽車可選擇用人力進行焊接工作,而在工資比較高的地區,豐田就選擇用機械人代替操作。
全球車身裝配線的最大優點,是同一生產線可生產不同車款。同一生產線若要生產不同規格的車子,例如要從Sienna小貨車變成生產Camry轎車的話,只要從裝配線運來不同規格的機械棘手,就可進行裝配。因此,汽車廠內經常需要儲存超過五十種的機械棘手,因應各種不同的車種。
研究出全球車身裝配線之後,豐田汽車分成幾階段試行。一九九六年先在越南進行生產,使用少量生產及人工作業模式。隔年則運用機器人,在越南測試大量生產的方式。第三階段開始在日本生產,經過不斷的測試修正及標準化之後,豐田汽車才開始將全球車身裝配線推廣到全球各國。
豐田汽車擅長將複雜的作業簡化,而後再標準化,並且迅速推廣至全球。例如,在作業標準化方面,豐田汽車使用數位工程,在電腦上模擬機械人的動作,使得機械動作可以規律的進行重複,並且不會產生碰撞。而裝配不同車種時,並不需更換機械人,只需更換機械人的軟體即可。
使用全球車身裝配線之後,為豐田汽車帶來不少利益。豐田汽車的工程師傑克森﹝Don Jackson﹞在近期美國《財星》雜誌指出,比起舊的生產線,新的生產線可減少豐田五○%的投資成本。在開發新車型方面,也比以往節省了七○%的成本。現在,豐田可依照市場需要,在同一生產線上生產不同車種,以及不同的數量,這在五年以前幾乎是不可能的任務。

大利多:節省作業及存貨成本
運用全球車身裝配線,亦為豐田節省了不少存貨成本。以往,豐田汽車在美國喬治城的工廠,大約需要一百輛的存貨,現在只需要五十輛的存貨即可。而新的生產模式也大幅減少了前置作業時間,縮短到只需要五天的前置作業時間。目前,豐田汽車全球三十四條生產線中,已有三十條生產線開始使用全球車身裝配線。而其他的生產線也將陸續使用該模式。
豐田汽車的彈性製造模式,為汽車產業建造了另一個典範。現在其他汽車大廠,例如本田汽車及日產汽車,也正朝相同方向前進,希望在同一生產線上,能生產不同種類的車子。
日系汽車的彈性及效率,正是歐美汽車目前急需加強之處。根據美國《商業週刊》的報導,美國前三大車廠的生產線,往往只能大量生產單一模型的汽車,較缺乏彈性。在生產效率方面,美國汽車更是落後日系汽車。即使是產業龍頭通用汽車,在製造效率方面仍落後豐田三至四年。相較起來,歐美汽車廠可能還要多加努力及創新,才能迎接豐田汽車的挑戰。

何謂數位工廠(What's digital factory)?

數位工廠的定義有很多,其中之一如下:是先期(Proactive)的產生出生產計畫(Production plan)的方法,目標是預先以數位化方式篩選各項規劃方案的效果。數位工廠的技術可以整合各種數位模型(CAD)和方法(CAM/CAE),以完成產品開發、設計最佳化、生產製造最佳化的大部分工作。有了數位工廠的技術,廠商就能在蓋廠或完成生產系統以前,就在電腦上設想未來生產運轉的真實面貌。為了達到這個目標,必須採用電腦輔助軟體進行所有廠房、產品組件、機械工具、治夾具、輸送系統甚至是作業人員的幾何設計,還需要有系統模擬的隨機概念以及生產流程3D視覺化軟體技術的配合。
對數位工廠技術感興趣的廠商,主要都是生產構造複雜的產品,像是:汽車業、航太產業、電子業、建廠和工業工程業。
數位工廠技術在汽車業的應用已經蔚為主流。這種模擬概念目前在汽車業已經脫離實驗階段,而成為產業升級的重要技術。

數位工廠技術的主要目標有下列幾點:
加速生產規劃的流程
降低成本
提升規劃品質
降低產品和流程的複雜程度
加強建廠業者和供應商之間的溝通管道

目前收集在各國擁有數位工廠服務的機構如下:
先構技研(Prefactory Technology & Research Corporation)
Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA
Heinz Nixdorf Institute
Unity AG
OLHO Technik
Simens AG
哈根堡軟體技術中心
林茲機電中心
PREFACTOR 技術研發股份有限公司(台灣)