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「智」造重返榮耀

福特六和偕ABB打造多車型混線智慧生產

如果說,房子是家的第一避風港,那車子,絕對是家人不可缺的保護傘。你還記得,家中買的第一台車是什麼牌子嗎?「我人生第一台車就是福特的嘉年華,從大學一路開到出社會,真的耐操又好用」,ABB台灣工業機器人業務單元負責人蔡景淳回憶。

是的,許多人買的第一台車就是福特。事實上,自1973年福特六和推出首款國產1.6L轎車「福特跑天下」(Ford Cortina)算起,四十六年來已生產200多萬台車。回顧八○年代末期,福特是台灣車市銷售冠軍,路上每四輛車中,就有一台是福特。

然而隨著台灣購車偏好改變,加上近年來進口車來勢洶洶,進口車占比從2005年的12.7%,至今一路攀升到47.8%,而國產車銷量下滑到每年22萬輛的低谷。「這樣規模要養本土六家汽車廠,真的很難撐得住」,福特六和製造處總廠長胡木榮坦言。因此,福特六和決心深化在台投資,以5年40億的雄心,帶領上下游一同迎向台灣汽車業的4.0「智」造之路。

多種車型混線生產,18秒換夾具

面對國產車的品質、安全、技術等面向的弱勢刻版印象,福特六和汽車廠以One Ford全球一致的經營理念,啟動5年40億升級計畫,拉開「汽車產線智慧化」重返榮耀序幕。40億升級計畫多元繁複,攤開項目表,洋洋灑灑從塗裝、車身、裝配、物流到供應鏈,包含車身三次元量測設備、智慧沖孔成型、噴房改造,新製程、新設備導入等等,力求打造因應少量多樣的彈性智慧化生產線,在降低成本的同時,還能提高產能與品質競爭力。

此番投資的代表性亮點,要算是可同時混線生產多種車型的高效能彈性智慧生產線。在建立彈性生產線之前,由於車體尺寸不同、部件不同,得設置個別獨立的生產線。「當市場需求與生產搭不上的時候,就容易造成設備閒置及空間浪費,更不用說現場人力的配置問題。」福特亞太新車開發車身工程經理鐘振周告訴我們,這是

福特六和也是大部分台灣車廠,過去長期面臨的痛點。為打造這新產線,這回福特六和找來長期合作的老戰友──ABB,將舊產線升級,引進大量工業機器人及多項ABB白車身應用技術解決方案,將自動化程度大幅提升50%。例如加裝ABB的物料搬運導軌IRT 501 FlexTrack和可編程垂直升降機FlexLifter,提供精準工件定位,達成多款車型的底盤切換、搬運及輸送。在總組採用ABB的多車型車架切換系統GateFramer,實現單一產線四種車型的混線生產,並預留未來車型的導入方案。另外車頂蓋改用雷射銅焊和雷射熔焊,將焊接工藝再升級。

跟著鐘振周登上產線高台,向下俯視那列隊站在車架左右的工業機器人大軍,映入眼簾的震撼難以言喻。有條不紊又帶著獨特的節奏感,一台台工業機器人時而深入車內,時而在頂蓋穿梭,拿起工作台上的夾具後,又開始另一項工序。「只要18秒,機器人就能換好夾具」,以因應不同車型的生產作業。從效率與彈性上看,無疑是一大進展。

彈性智慧線與白車身多車型車架切換系統

這條彈性智慧生產線,是車廠中關鍵的白車身線。所謂的「白車身」(Body in White),意指汽車製造流程中,對尚未加裝四門、兩蓋等運動件的「汽車骨架」進行加工的工序段。由於該階段的車身(架)外觀呈銀白金屬色,顧得名為「白車身」。該階段為整車加工製造的基礎,將接續應用各種焊接、塗裝技術,將四門兩蓋、底盤系統、動力系統、電子系統、內外飾等眾多部件依序加裝,而成為一輛完整的汽車。

要將這樣繁複的生產線從不同車型分線生產改為混線生產,概念不難理解,但執行起來卻是一場不斷革自己命的挑戰。這條產線從無到有,是鐘振周手中「生」出來的。他回憶,光是雷射銅焊、雷射焊接、沖孔成型,這些都是全新製程及技術。要一次容納總組四種車型自動切換,還要同步組裝四樣車型的車身邊板、底盤及車頂弓板,並預留未來車型方案,規劃細節光想就夠頭痛。

然而,要實現專案目標不能只有口號,更要捲起袖子把手弄髒。鐘振周帶著我們一一走訪,看廠區,也看ABB的白車身技術解決方案如何應用於六和廠的「高效能彈性智慧線」。「那個是白車身總組系統」;「底盤線夾治具採用多車型切換,可以滿足我們四種車型底盤……」;「導入過程很累,但也真的很有成就感」。接著我們一路登上高處,他俯視一指,「加工中的車架運送是用ABB的Flextrack跟Flexlifter,速度快,也安全」;「那裡有沒有,一整排都是你們家的機器人」。

比起中國長安福特汽車廠,福特六和廠由於佔地面積相對小,也不是新建廠房可不受限制地規劃,專案挑戰或許更勝前者。首先廠房挑高固定,特定大型機具也不容易恣意拆移,加上產線仍需按照日常排程運轉,在時間與空間的框架下,福特與ABB團隊必須克服萬難,打造小巧卻隱藏極繁複、精細的汽車製造工藝。

ABB的多車型車架切換系統Gateframer,是促成這條混合生產線的關鍵技術方案。透過交換不同的門架(Gate)來實現單一產線生產至多六種車型的彈性製造。Gateframer可利用ABB工業機器人控制器IRC 5對系統內所有運動進行控制,當機器人在為目前車型進行焊接工作時,控制器IRC 5可指揮後台更換下一款車型所需的側圍夾具,而且更換時間只需要18秒。換言之,生產計畫可及時彈性調整。

恍如一家人的革命情感

福特聯手ABB最早可回溯1985年,當時在ABB日本團隊的支援下,將點焊系統帶進福特六和廠。爾後福特嘉年華、天王星、Liata(你愛他)、Tierra、Mondeo Metrostar、Focus等眾多你我耳熟能詳的經典車款,都有ABB工業機器人在背後辛勤工作的身影。這回的大投資案,ABB也沒缺席,並肩與福特六和為台灣國產車再贏一次。

對ABB駐廠工程師施養昇(Jason)而言,福特案更是職涯中一項全新的挑戰。「這個案子,雷射對板材的搭接度要在0.5mm以下,真的很難控!這是台灣汽車製造的第一次嘗試!」讓Jason皺著眉頭的焊接考驗,就在雷射焊接搭配機器人的連動線。胡木榮回想當時的合作情況,他笑著偷偷告訴我們,那段時間Jason跟福特團隊沒日沒夜地測試,過程中還曾經一個不小心焊壞好幾台車架,甚至一天曾燒掉兩條cable線。「那一條要價45萬咧!」「很累啊!他那時真的做到快哭了」,胡木榮說。

「在廠內待得時間很長,跟他們(福特)都有革命情感了!也很像一家人!」施養昇笑著說。「這個案子要常常犧牲休假,因為只有休假才能停線安裝或是檢查,所以我的作息跟別人完全相反。」施養昇想起一路走來,從臨危受命到長期駐廠,與福特六和廠內的夥伴們一起同甘共苦,經歷大大小小技術挑戰,更開創台灣汽車製造業的許多第一,大夥兒的唯一堅持,「就是要把這條線做起來!」

跨國團隊在地支援

回想起這段有如「修羅場」般的試煉,施養昇沒有滿腹的抱怨,卻充滿對技術精進的渴望,以及自我成長的期許。「這是一個讓自己快速成長的最好機會」,施養昇淡淡地說。問起擁有國立大學高學歷背景的施養昇,為何願意放棄高樓冷氣房裡的工作型態,選擇在廠房中與工業機器人為伍。他靦腆而帶有藏不住的桀傲說:「那很無聊。」是啊……看著一邊操作教導盒,微調產線上工業機器人各軸角度的施養昇,像極了在操控「鋼彈」機器人,比起動漫更多了許多真實感與成就感。

這次福特六和專案,由ABB台灣團隊與中國團隊共同駐廠服務。中國團隊也將長安福特汽車廠的產線升級經驗、產品技術等,與台灣團隊有最大程度的交流。由於這是第一次經手的整線專案,施養昇特別珍惜每一個能與中國團隊切磋學習的機會,例如不同的通訊與程式編寫方式;訊號交換的最佳順序;工業機器人與焊機間的溝通及調控;各個重大工序該檢查哪些訊號,如塗膠、換槍程序等等。「中國團隊的測量小組透過雷射量測儀器建模,可以很精準地打出一個個車身座標,讓離線編程跑模擬的時候,跟現場狀況幾乎完全貼近,大大加速調試時間。」

 

在總廠長胡木榮眼中,這不單單是福特與ABB的合作,更是一場動用跨國團隊,仰賴在地支援的成功經驗。「福特跟ABB都是跨國公司,記得專案執行期間,有次遇到個頭痛的難題,ABB馬上連絡法國工程師,我們則派出歐洲工程師,雙方在最短時間內快速整合資源,一起找出核心問題,而不是互相推責任。這才是我們要的夥伴關係。」胡木榮回想。

國產福特與世界比肩

隨著彈性智慧線的一步步完成,各項佳績頻傳。透過大量導入工業機器人與白車身配套技術,全廠自動化程度提升50%,而在未增加人力的前提下,產量更提升10%。此外,藉由機器人及焊接工藝的精進,並採用中頻直流焊接,相較於傳統焊接可減少80%的能耗。除了廠內的正面效益,市場也傳來肯定的聲音。福特Escort是混線生產的第一種車款,攤開各項報表,細數2017年11月量產至今所收到的顧客正面回饋意見,Escort更獲得車訊風雲獎,榮獲車主及專業評審的肯定。

然而福特更希望延續並展現的是台灣汽車製造業的精湛技藝,與全球比肩的生產品質。「我們希望翻轉國人印象,福特車在全球任一地方製造的品質都是一致的,不論在台灣製造或德國科隆生產,品質與製造工藝是沒有落差的」,胡木榮說。面對進口車大軍來台,六和廠再再強調所有的製程、設備、產品都是在福特體系規範下的標準產線誕生,所以沒有進口福特跟國產福特的差別。

一代練兵重鎮,重返榮耀

無論是「中國製造2025」,還是美國川普一上任即推行的「製造業回流」政策,全世界都在比拼新製造的吸金、吸人才大法。「如果車廠不見了,整個產業鏈很快就消失,所以願意繼續投資很重要,這是一種對台灣的承諾。」談到台灣汽車業的未來,胡木榮的眉間閃過一絲擔憂。

他分析,台灣汽車產業預估可帶來六千億產值,三分之一來自車廠;三分之一是零件廠;另外三分之一是車用電子晶片。而汽車產業鏈比想像中長,可帶動鋼鐵、塑膠、機械等數十萬個工作機會,撐起兩千五百家製造業。而車廠就像平台,不論技術或人才,都在這紮馬步練底氣。「我們現在走的策略是對的,下一步我們將邀請協力廠一起善用智慧製造技術,共享設備連線、數據分析的生產效益。」胡木榮說。

1972那年,台灣福特六和廠雀屏中選,成為福特第一家海外合資公司。過去數十年,巔峰期的製造部門曾擁有高達三千多位員工。放眼台灣甚至鄰近各國的汽車廠,從高階主管到技術專家,多數都出身「福特幫」,最佳人才練兵地的美名不脛而走。「六和廠可說是許多國際品牌車款的最先試產地,連帶訓練出一批很多管理幹部跟工程人員」,胡木榮補充說,廠的規模不像美國、印度、中國那樣大,但也因此讓每個人能累積很精實的跨單位訓練,「不只產線要彈性,人才也要很彈性」。

「光是成本考量,其他車廠不會花這麼多錢投資一條生產線,但福特六和願意在台灣做大規模投資,也證明我們深耕台灣不是講假的」,胡木榮深切地告訴我們,全球在搶製造業商機,台灣不要把汽車業推出去,要一起努力再把根紮深,用數位製造讓台灣重返榮耀。