我國歷經半世紀的化纖產業奠基，具備自原料合成至纖維紗線與布種開發之高水平產業能量，產品頗獲國際市場青睞。近幾年台灣紡織業為擺脫大陸、印度等新興市場崛起，發展機能性布料，戰勝大量生產與價格競爭的市場，至今，甚至成為臺灣重要出口產業。2015年紡織產業工廠多達4,232家，為台灣帶來5,320億產值，創造超過16萬的就業機會，吸引Adidas、Nike、Under Amour、H&M、ZARA…等品牌商，來臺採購紡織品，讓臺灣成為全球紡織業研發重鎮。
小蝦米力抗大鯨魚的關鍵，除了技術研發創新，加強自動化生產更是關鍵所在。如今，面對全球如火如荼發展開來的工業4.0，臺灣紡織業也正加快腳步發展智慧製造，致力推動臺灣「織聯網」的產業升級。
在經濟部技術處的支持之下，工研院、資策會、紡織所於2015年底啟動跨法人組織的紡織業智慧製造計畫，分別從技術與應用著手，為臺灣紡織業邁向智慧製造，規劃一套可行且完整的藍圖，期望使臺灣紡織業在全球市場的競爭力，再往上躍升。
智慧製造新進化，高品質、降成本，創造競爭新優勢
資策會智慧網通系統所主任王建敏表示，臺灣機能性布料全球市佔第一，是全球主要運動品牌的關鍵織材來源地。然而近年來，臺灣面臨韓國、東南亞與中國大陸廠商及韓國廠商規模化生產，以及韓國廠商在機能性布料生產的競爭壓力，優勢逐漸流失。因此，加速臺灣紡織業從自動化邁向智慧化生產，透過智慧製造系統即時掌握每一個生產環節，減少錯誤率、降低生產成本、提高產品品質與達到準時交貨的使命，成為臺灣紡織業延續競爭力的關鍵策略。
「緊紡沒好紗，緊嫁沒好大家」，面對紡織產業的長供應鏈，每一個環節都有非常複雜的製程工序，因此要為整個紡織業建立智慧製造，是非常大的工程。紡織所總監黃博雄指出，紡織工業上下游環節包括：原料生產、紡紗廠、織布廠、染整廠、成衣廠等，通過層層關卡，才能將千絲萬縷變成終端產品，過程中只要有一個環節的一條紗線出錯，製成的布或成衣就會是不良品，所以要從哪一個環節開始著手推動智慧製造，將是計畫團隊一開始所要面臨的考驗。
系統建模與分析，千絲萬縷挑肇因
臺灣紡織業邁向智慧化生產已是刻不容緩的趨勢，對此，計畫團隊與同時擁有紡紗廠、織布廠、染整廠的力鵬企業共同合作；並選定批次生產，使用最多人工，自動化程度較低的「織布廠」作為先導場域，深入產業、抽絲剝繭，找出既有生產模式需要克服的問題，再投以相關解決方案，啟動力鵬的智慧製造之路。
織造製程分成整經（紗）、漿紗、併經（紗）、織布與品檢(驗布)等5大製程，其中整經張力的穩定性，是織布準備工段影響品質最重要的因素之一，力鵬企業楊梅廠副廠長蕭篤信指出，現在的紗線愈做愈細，有的甚至比頭髮還細，紗線張力控制難度愈來愈高，如果控制不當，會出現斷紗、破紗的瑕疵，而且整經機每次整經條數平均約1,000~1,400根紗，很難全部仰賴人工控管，因此必須透過智慧化，才能提高生產品質。
紡織所總監黃博雄補充說明，根據分析，高達70%的瑕疵因素，都在驗布與染布的製程之後才被發現，但其實很多時候，紗線在整經、漿紗或併經階段，就已經隱藏了瑕疵因素，但是由於紗線實在太細，不易發現錯誤，等到進入織布完成或驗布階段，才發現有一根紗出問題，這時候才驗出，影響小則浪費製造資源、影響大的話，還可能交不出貨，導致企業信譽受損。
經過不斷的溝通協調，計畫團隊發現，在紡紗廠中，經常因為紗線張力與加熱溫度異常，導致產品瑕疵；在織布廠中，產線對織布瑕疵辨識與瑕疵因素的掌握度有待加強；染整廠中，存在著一次對色率不足、人工驗布效率過低等問題。
智慧紡織產線優化 推動亞洲紡織矽谷概念
針對織布廠的問題，計畫團隊為力鵬位於桃園市楊梅的織布廠，為已具備自動化的整經機，加上單紗張力感測器，在整經機生產過程中，即時並連續感測出「每一根紗的張力」；另外，為漿紗機加上濃度、溫度感測器，避免漿紗濃度、溫度太高或太低，影響紗線品質；同時也透過異質網路連線，將廠內原本無法相互串連的機台，以共通通訊介面連結在一起，讓每一台機器所取得的資訊都能上傳到網路。由於在整經階段的張力對於後續製程影響最大。計畫團隊除了在整經機上加裝單紗張力偵測器，即時感測1,000~1,400根紗線的張力，更進一步結合最終織造的胚布品質資訊，建立張力特徵與織物品質關聯模型，以系統化方式學習資深技術人員的操作經驗，提供優化的製程參數，降低瑕疵率。在織造階段藉由偵測打緯角度及經紗張力，建立織布機經緯資訊融合模型，在發生斷經事件之前，預先提出經緯異常警訊，避免造成斷經停機的損失。經由系統化分析製程經驗，建立品質關聯模型，當發現潛在異常時，即可立即警示，例如：張力不均、漿液濃度異常等問題。達到預先排除問題，減少產出瑕疵布品。以年產5,000萬碼中型織布廠為例，每年B級品約40萬碼，導入生產力4.0後，預計可以降低20萬碼。對於新的訂單，系統將會自動連結ERP取得訂單資訊，針對指定布種、紗種、織品結構，快速提供優化製程參數，縮短前置準備時間，提高生產彈性與品質。
此外，資策會也正積極開發織布廠製程參數分析工具及染整廠使用的「智慧模擬分析預測配方與染程系統」，作為後續智慧分析的平台工具。後續透過智慧聯網，建模與資訊分析，及回饋到產線引導織布產線控制與優化，串成一個完整的智慧織布製造系統。
計畫執行半年，已協助力鵬織布廠10台設備完成連線，預估2016年底前可以完成33台設備連網，之後更逐年擴大到全廠292多台機器；另外，2016年下半年，力鵬也將在染整廠導入智慧製造，加速整個集團邁向智慧製造。
力鵬企業協理陳漢卿表示，導入智慧製造，除了節省人力，更可透過智慧分析，精準掌握高品質產品的原料，進而提升原料端的採購的品質；並藉由產前規劃與即時產線監測，提高生產良率，進而產生更強大的競爭力，讓產業可以堅持根留臺灣的決心，並且有能力對抗中國大陸廠商的低價與山寨競爭。
紡織產業國際市場競爭激烈，藉由資策會、紡織所跨領域法人與廠商合作，導入「織造品質優化技術」不僅可維持台灣的競爭力，更可以彈性化生產的優勢爭取高單價優質訂單，讓企業根留臺灣。(經濟部廣告)