6年出貨十倍速成長,揭西門子打造領先全球智慧工廠的秘訣
6年出貨十倍速成長,揭西門子打造領先全球智慧工廠的秘訣
2019.05.21 | 物聯網

一座先進且智慧的工廠,會呈現什麼樣的光景?最簡單的理解方式,先把它當成「機場」。

機場裡的各架航班,從抵達、排隊起飛,到航空公司櫃臺開放、登機口變更、登機準備,都跟旅程息息相關,關係到乘客能否準時抵達目的地。

西門子成都工廠,就像一座電子產品機場,零件組裝後,生產出「可程式控制器」(PLC)、「人機介面」(HMI)、「工業電腦」(IPC)等三項產品,運送至中國蘇州和德國紐倫堡,再銷往世界各地;其中50%的產品,停留在工廠內不到12小時。

賦予產品身分證,每日創造千萬筆數據

2018年,世界經濟論壇評選出「全球九家最先進的工廠」,西門子成都廠名列其中。雖然,德國安貝格(Amberg)工廠才是西門子最早的智慧示範工廠,但成都廠影響力已不在話下, 自2013年成立至今,年產能從78萬個成長超過十倍,2019年預計能衝出1,100萬個。

西門子成都智慧工廠
西門子成都廠的特別之處,並不是其機械手臂的數量與自動化比例。各式各樣的即時數據,反而是其珍貴資產。
圖/ 西門子

為什麼說成都工廠像機場?

從數字來看,工廠每天需在5千種材料中,挑選消耗1千萬個材料,好比旅客選擇商務艙、經濟艙各艙等候搭機,最終成為每日生產的3.8萬件產品,再比照航班,飛往世界各地。

驚人的是,在成都工廠總共能生產近800種產品,且每款產品都有獨立的「產品身份證」,能載明兩百條資訊,每日創造1千萬筆數據。

天氣預報之所以準,是因為有資料可以優化;數據,才是工業4.0的價值, 」西門子成都工廠總經理李永利強調,許多人看智慧工廠發展,會過度將重心放在設備、生產自動化,試圖將「員工/機器」比例降低,但其實,如何掌控與利用數據,才是西門子能不斷提升效率的關鍵所在。

西門子成都工廠
李永利認為,外界對於智慧工廠的最大誤解,是過於關注「產品良率」。
圖/ 吳元熙/攝影

不需一昧追求自動化,數據才是關鍵

西門子也打造立體倉庫,在將近十萬個裝有零件的「黑箱子」上,貼上四個一維條碼。當客戶訂單上門時,能自動轉換成生產訂單,從倉庫裡的五千多種材料中自動調度至產線。隨著數據每20分鐘更新,西門子能從細到哪一款產品、哪一個元件、什麼時間、哪條產線出現狀況,做出即時和累積的觀察。

李永利舉例,工廠曾發現某款產品的組裝效率一直無法提升,調出數據後發現,原來是機械手臂在抓取控制版時,產生的晃動,導致塞入箱子的效率不佳。他們利用「數位分身」(Digital Twin)技術,在自家techno軟體中測試不同機械手臂、長度、轉速的改變,最後很快就能做出優化。

「不要一直談出貨良率,重要的是自己和自己比,每百萬件產品的加工失效率,能否一年比一年少,這才是真正進步,」李永利說。

他認為,智慧工廠的基礎,共有三項:生產自動化(Produciton automation)、原料自動化(Material flow automation)、資訊自動化(information flow automation)。

以成都廠為例,將送貨、補貨、成品包裝出貨、抽風設備主機、大型設施放在一樓,貨物會跟著黑箱子搭電梯至二樓產線,由工人和手臂完成組裝過程,這些都是顯而易見的自動化過程。「 但工廠不需要追求將設備、生產全數轉為自動化,因為明年的機器永遠會比今年更快,反而要將心力花在累積各式各樣的數據上。

西門子自然有其話語權。在PLC、工業電腦和人機介面市場的全球市占率,西門子拿下約三分之一,在中國市占率則有超過40%。

2019年,成都工廠的743位員工裡,有七分之一都是研發人員,藍領階層456人,比去年少了約50位,產能卻能向上提升,與西門子主打「研發與生產要在一起」的策略有關。

成都廠的示範效應,讓西門子不只能自己做產品,更能輸出智慧工廠經驗,大賺轉型財。如廣州明珞汽車,替BMW、BENZ、中國大眾、上汽等品牌提供生產線解決方案,且採用西門子自動化方案,累積更多數據,維持自身競爭力。

力諾製藥董事長張貝文表示,「打造藥物是一場與時間的競賽,當傳統生產模式有好幾百個步驟時,若以自動化模式改變流程,可能會需要投入龐大成本,但結果一定會顛覆產業。」

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2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!
2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!

亮點一:回溯城市源頭起點,航海語彙彷若時光倒流

「圓未來之行」共分為室內三大展區與一戶外展區,以「與城市一同成長」做為策展主軸,梳理出:「源─緣─圓─合」x時光「過去─現在─未來」串接時代軸線,將彰化的「交通、建設與生活」呈現於展區中。「源」記憶之源展區入口處,是彰化航運貿易的起點,設計語彙透過水波、帆船、引領觀展者漫步前進,從最微觀的早期建材文物看到城市發展的歷史,如:清領時期至日治時期的多樣建築元素與素材,包含:戎克船、壓艙石、福州杉、枕木、酒甕,回望彰化的源頭,憶起移居而來的風光繁榮。

亮點二:光雕沙盤演譯交通建設願景,點亮未來發展藍圖

「緣」的轉譯之間,以「連結」為核心主題。居民與城市透過交通路網緊密相繫,象徵彰化從人與地的互動中,編織出發展的脈動。〈脈動彰化〉展項以光雕技術投影於立體沙盤模型上,生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
隨著各交通樞紐依序點亮,縣域交通網絡的節奏逐步展開,城市與鄉鎮間的連結脈絡清晰浮現,展現彰化邁向均衡發展、共榮未來的宏觀藍圖。

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〈脈動彰化〉以光雕技術生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
圖/ 彰化縣政府

亮點三:模型x互動表述社群共融,實踐宜居生活的想像

以等比縮小建築模型結合互動展示,呈現伸港基地新時代青年住宅與社會住宅的「租售共融」模式,觀展者可透過互動深入瞭解青宅社宅共居的設計意圖與社會影響,感受彰化如何回應居住正義與社會福祉的生活需求,看見宜居城市的生活模樣。

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〈宜居共築所〉展示伸港基地「青宅+社宅共居」的創新政策。
圖/ 彰化縣政府

亮點四:鹿江綠建築校園AR互動,亮相生態x教育x文化的交織成果

教育是宜居生活的一大環節。「鹿江綠建築校園」透過立體模型結合互動呈現:未來綠學園─教育x永續x建築示範,將綠建築結合AR增強影像互動,觀展者用手機對準模型,即可看到校園的環境永續設計特點,讓綠建築不僅是獲獎的優秀成果,更是一個精心設計的教育實踐。

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本次作為【圓未來之行】展區的鹿江國際中小學,即是榮獲公共工程金質獎的綠建築場域,民眾可透過掃描模型上的標示點探索其中的永續設計。
圖/ 彰化縣政府

亮點五:你看不見的城市隱形治理設計,一地多用校園複合蓄洪池

展區中,將「全國首創校園複合蓄洪場─地下停車場兼蓄洪池」,透過立體模型結合電控薄膜,呈現蓄洪場域與生活場域的結合。看資源如何整合應用,超越既定印象,創造一地多用,融合教育、社區、防洪機能的複合設計新模範,表達城市韌性設計的新可能。

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〈全齡照護網〉展示一站式長照大樓,民眾走至定位即可揭露對應設施的照護服務。
圖/ 彰化縣政府

亮點六:回應健康共融的生活型態,窺見一站式長照大樓、共融公園等

健康共融的生活型態,城市是如何回應的呢?展區中也將呈現城市「全齡共享」的生活設計典範,讓不同的年齡層,都能被承接、照護與支持,展出:因應共融需求而設計的一站式長照大樓,內含不老健身房、托嬰與育兒親子館、長照創新等多項措施,只要踩在地上互動點位,便會亮起相應服務的大樓樓層,完整了解一站式長照大樓的服務項目。此外,也設計了「反應力x不老健身房」、「全民運動」等互動感應投影遊戲,以及未來「共融式遊戲場」投票選擇,表達未來城市規劃意向,提供參與城市共融的連結與共造,傳遞永續、人本兼容並蓄的溫柔回應。

亮點七:探索時間如何轉譯新生?走進老屋再造活化空間

展區概念中,回應300年的城市建設新舊共生,「時光新生所」打造出「老屋點燈造型故事屋」,精選五組代表案例,從老屋前身到改造過程,以及此刻的成果,看見老屋與社區、青年與夢想、創業與創新,透過建築再造表達當代生活的新生命與城市活力。

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〈時光新生所〉以翻牌形式呈現老屋整修前後的使用對比。
圖/ 彰化縣政府

亮點八:情境式體驗未來車廂,城市藍圖引導對未來的渴望期盼

當過去、現在被梳理完整後。未來會是什麼呢?「未來城市展區」則以縫合、綻放、圓滿、快捷幸福未來為題,透過「情境式劇場」,讓觀展者置身未來車廂中。搭乘未來號看著窗外,播放著目前規劃的未來藍圖,當旅程來到終點,未來就是始於現在的行動。邀請你共同參與種種希望與可能性。

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【圓未來之行】展區內的未來車廂,在車廂兩側呈現城市未來規劃遠景,帶給每位觀展者沉浸式體驗快捷幸福未來。
圖/ 彰化縣政府

亮點九:建築AI互動選擇,未來共創基地展區實驗計畫

彰化縣長王惠美表示,「未來城市的藍圖,必須由民眾共同描繪,唯有大家的想法與創意,才能讓城市更貼近生活、貼近人心。」因此,「未來城市共創基地」設計共創互動環節,以大尺度的城市規劃角度出發,邀請觀展者共同打造屬於彰化的未來城。
以彰交特定區為城市共創背景,觀展者能透過平板互動,依需求、喜好選定主題類型與建築,如:該區域希望如何發展?公園綠地(共融公園、生態濕地)、產業經濟(百貨商場、研發大樓)、休閒育樂(美術館、圖書館等),民眾意見將影響城市發展指數,並由 AI 生成建築於畫面上,最終於大顯示螢幕上看到共創未來城市的樣貌。
透過互動體驗,民眾得以反思發展過程中經濟建設與生活環境的平衡取捨,展項最終會將互動成果整理成報告做為縣府施政參考,此區域的未來,將是共創而生的實驗基地。

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〈未來城市共創基地〉可透過平板互動生成多種建築,邀請民眾一同建設未來的理想城市。
圖/ 彰化縣政府

亮點十:戶外串聯生態作品區,看行動如何實踐永續?

最終,來到更宏觀的探討彰化未來城市的環境,傳遞三大核心:未來想像、智慧永續循環、綠色療癒,將其展現於生態設計作品中的〈魚的肚子是我們的生活〉、〈往事河光.未來亭〉、〈漂泊之所〉,分別呈現自然環境保護,由在地師生共創孕生作品、以太陽能系統呈現未來資源的自給自足,及將彰化歷史重要的戎克船體轉化休憩裝置。回扣彰化的起點主軸:生態環境與幸福宜居生活,完成一趟精彩的「圓未來之行」體驗。

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【圓未來之行】戶外展區中的展品:〈魚的肚子是我們的生活〉,呼籲大眾綠色環保、永續循環的重要性。
圖/ 彰化縣政府

採訪・撰文/楊喻婷
【彰化縣政府廣告】

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