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解构印度Tata汽车3,000美元之谜 善用智能化制造 建构全球竞争优势

Tata汽车有限公司在印度Gujarat兴建1座造价4.17亿美元的工厂,该工厂具有数种先进制造特性,专门制造其改变市场的车款Tata Nano。此车款是世界最便宜的汽车,每部在印度的售价低于3,000美元。该公司已宣布Nano推出计画,售价将打乱全世界市场行情。

Tata汽车位于印度的工厂,每阶段皆采用「智能化」制造技术,可让公司接受来自经销商的客制订单,并当场针对客户的偏好加以调整。这些相同的技术可让该公司追踪每种零件来源,快速确认及解决任何可能产生的质量或安全性问题。此外,在提供智能电网时,工厂将可以与其相连,以便在能源最为充沛或最便宜的时段将生产最佳化。

Tata汽车公司力求改变经营商务方法,以求能在高竞争的全球化市场胜出,致力于发展智能化制造方式,以注入创新动能、解决成本及结构性挑战,达成环境永续性目标及创造竞争优势。

定义智能化制造

洛克威尔自动化的技术长Sujeet Chand认为,智能化制造主要是集成信息、技术及人类创造力的大幅进步。其概念是随著公司追求更为精密的开发方法而快速进展,并在生产制造的每个阶段,包括从产品发明到设计、外包、生产及交付等阶段,套用生产制造智能,包括实时资料感测及搜集、高效能计算机分析,以及先进的塑模及模拟。

大部分产业领导者及观察家皆同意,智能化制造的关键要素包括高度技术、可调整的工作人力、跨整体专案生命周期的密集资料搜集、共享及分析,以及运用最新高效能计算机运算技术的强大计算机分析。

产业可藉由智能化制造削减关键部门的平均制造成本,并强化出口能力,也可获得上市时间弹性,毕竟智能化制造能完全改善生产时间线。

进化3阶段

Chand特别提出,智能化制造将会以3阶段进展。在第1阶段,智能化制造将互相连结,更妥善协调制造生产的个别阶段,以提升厂房整体效率。

标准的制造工厂会使用信息技术、传感器、马达/促动器、计算机化控制项、生产管理软件等等,来管理每个特定阶段或制程的运行。然而,各别都是效率孤岛。

智能化制造将可集成这些孤岛,以便在厂房内达成资料共享。机器所搜集的资料及人类智能之间的汇流,将可推动泛厂房最佳化及泛企业管理目标,包括经济绩效、工作人员安全性及环境永续性的实质增加。此「制造智能」的崛起,将可引领至智能化制造的第2阶段。

第2阶段涉及的是以高效能计算机运算平台连接厂房内的塑模及资料技术,以便建立更高的制造智能层级,并全面在工厂内相连。完整的生产线及整体厂房将可实时弹性运转(但目前仍未能达成)以便保留能源及最佳化输出。

企业开发更先进的制程模型及模拟,以改善目前及未来的营运。例如公司将能够为大量制造使用「纳米技术」的产品及装置,以及为超微型、高复杂性装置、系统和材料的开发流程开发模型。纳米技术广受期待能以更小、更强韧、更轻量的材料,以及强大的精密装置,为技术及绝大多数的产业带来革新。

智能化制造的第2阶段目的是使工厂专属的信息连接供应链的所有资料,从原料的可用性及客户需求,到完成货品的交付皆然。可促进智能电网的使用,以便在低需求期间排程能源密集的活动,并在尖峰能源需求时减缓生产,可达成更大的产品客制化、新产品模拟和更有效率的新制程。并可支持更安全的产品生产,以及精密定义、更快速的产品追踪。

随著制造产线的智能成长,在第3阶段将可激发制程及产品的创新,并缔造颠覆市场的破坏性创新,如1部汽车只需3,000美元,个人计算机要价只需300美元。它将会巅覆行之有年、强迫消费者接受大量生产产品的产业供应链流向。

取而代之的是,弹性化的工厂及需求导向供应链将会改变制程,让公司可针对个别需求客制产品,如具有特定剂量及配方的药物。客户将会「告诉」工厂该制造怎样的汽车、该在个人计算机中内建哪里些功能,或如何量身打造1件完全合身的牛仔裤。

实施智能化制造的第3阶段,能够带来最突破以往、攸关竞争力,也会因为制造知识改变而激发不断的创新。公司将不再看到递增或渐进的变化,而能在产品及制程中改变游戏规则、挖掘具市场破坏性的创新。本阶段的变化将会压低价格、开启新市场,并对更广范围的客群提供更广泛的选择。

智能化制造的效益

消费者将可从智能化制造获得有形效益,如为市场带来产品、信息、设计创新。由于完全连结供应链内的信息能在每个阶段达成详细的材料追踪,将能增加产品安全性监控的精确性,并可将意外事件的反应时间从数个月缩短成数分钟。

对于原料到交付货品的追踪能力,则可让消费者在销售点享有产品客制化服务,并能详细评估其选择产品对环境的影响。该追踪能力也能针对法规及其它政府报告流程、增加报告所提供的细节层级加以自动化,降低人工追踪及资料搜集的纳税人支付成本。

结合先进塑模及模拟的制造智能,可让发明者、工程师、厂房管理者及经营者共同参与新产品设计和制造,尤其是提供洁净能源、低碳足迹及新技术的产品。加以改良后,可制造出精密模型,以满足纳米技术生产的产品和装置需求,而该技术对我们每个生活层面的影响,将比微芯片组和微处理器的发明来得更为深远。

此外,透过制程创新取得的知识经营效果,并不局限在制造业内,而会传播至每一等级的服务业,并透过改善后的制程效率及规模经济进而提供更佳的定价。这样的知识传播将会反过来推广智能化制造技术,将新技术及信息应用于不同领域。

Chand认为,智能化制造将会从最基本的层级开始重新塑造1个产业。其前景会远远超越产业在过去数十年间的进步,以往透过「精实」计画在营运管理及废物减量上的进步虽然重要,但效果却渐进而有限。在未来10年,智能化制造将会转变整个生产制程,从发明、原料、交付、直到销售皆然。

(本文由洛克威尔自动化有限公司提供,陈妍蓁整理)

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