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从半导体设备到飞机引擎 千附如何用AI因应严谨的供应链要求?

从半导体设备到飞机引擎 千附如何用AI因应严谨的供应链要求?

千附精密切入光电与航太供应链,面对高端市场客户对供应链严苛的高标准,不只是千附,几乎当前制造业都面临一样的问题,品质、交期与成本,似乎成为制造业最大的生产挑战。而千附去年也透过中科计划发展智能自动化排程系统,透过AI改善传统制造业往往疲于解决的排程问题。

去年从千附实业旗下精密事业分割而出的千附精密,主要以核心高精密加工能力,结合不锈钢、铝合金厚板焊接和表面洁净技术,承制各式光电大型真空腔体,以及飞机引擎零组件加工,此外更将业务延伸至半导体设备关键零组件制造与国防产业。

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所谓真空腔体,简单来说是将大型不锈钢、铝合金或碳钢等的箱子,使其内部达到真空状态。真空设备是当前许多半导体与光电制造的重要环节,因为晶圆或是面板需要在真空环境中,透过释放出各式各样的气体,进行蚀刻或镀膜,千附的主力客户是全球半导体前五大设备制造商,包括美商应材。

除半导体与光电设备关键零组件,千附还负责加工飞机引擎机匣,负责供应给波音与空中巴士。从半导体、光电到航太,千附的客户都是产业的领导者,这也意味着,为了确保先进制程发展,这些指标性大厂对于供应商产品与服务的要求,向来是以高规格看待。

千附精密总经理赖明村指出,为了维持竞争优势,高端市场客户对上游供应商提出不论是在交期、成本或品质上,都希望其能够符合长期且稳定的要求,为了尽力满足客户需求,对供应商来说,自然形成挑战。而千附精密遇到的生产挑战,恰也是台湾制造业当前的缩影。

光是从半导体、光电等高科技产业到航太,不同产业别客户的要求落差就很大。赖明村以交期举例来说,像是航太订单的特性是长期稳定且变动性小,供应商可以依照交期,在三到五年间按时程交货,但如果身处瞬息万变的半导体产业,整个排程管控就必须缩短在几周之内,这考验着供应商在制程上的掌握能力跟灵活度。不可讳言,当前制造业的挑战正在加剧,也驱使像千附这样的传统制造业,势必得走向智能制造。

去年底,千附在中科园区智能制造技术应用计划下,对外公开其在智能排程上的AI应用成果。

制造业导入智能制造,不外乎围绕三大核心因素:成本、品质与效率。不只千附,当前让许多传统制造业困扰且疲于处理的问题是如何能快速调整生产排程。过去业者透过Excel进行人工排程,但生产过程往往还有许多变动因素,例如材料瑕疵、临时工时异动,或急单状况等,这些若手动重排,不仅花费大量时间缺乏效率与弹性,且容易造成误差率高,对内部作业管理造成相当大的困扰。

千附因此希望利用AI来改善此目前最大的生产痛点,特别是针对变动性相当高的半导体与光电产业。赖明村指出,真空腔体是一标准少量多样的定制化产品,例如大部分面板业者基于技术独特性,大多会针对制程设计做出许多调整,连带对上游设备零组件供应商来说,也必须跟着修改许多东西。

举例来说,即便是同样的面板8.5代线PVD设备,群创、京东方、三星等面板业者所采取的制程方式都会不一样。基于各家不同规格与需求,造成千附在制程管控上必须因应定制化时常异动,而过去人工排程难以兼顾订单条件和产能状况,现在透过AI自动化排程,便能替代人工作业提供最适排程,同时提高排成效率与准确性。

真空腔体的每个零件依据不同腔体需求,都会有各自的生产工序,工厂生产管理中涉及人、机、料、法环等众多因素,为了让排程管控能够更易于被掌控,赖明村认为首先让生产现场标准化是相当重要的关键,当工序的标准作业程序能够被透明化的明确定义出来,系统才能够将过去无法掌控的变量加以整合,并进行最佳化的排列组合。

因此现在千附的排程系统,透过将时程、工序、人力等条件和限制,转换为规则并建立AI演算法模型,可同时兼顾订单需求与资源限制,自动化进行最佳化排程调度,除了提升效率,未来当因应异动或急单的需求时,只要输入变量,系统就可在短短几分钟甚至几秒之内,快速重新调整排程,大幅提升排程的准确性与实时性。

当前许多制造业纷纷以自动化拉开智能制造序幕,但面对少量多样定制化生产模式,赖明村也指出像千附这样的产业特性通常较难完全真正做到自动化,他认为,变动性大的产业需要更高的生产弹性,但综观目前智能制造的发展并不是所有生产流程都能够做到自动化,除了人能够保留一定弹性外,业者还必须考量所谓全自动化生产,究竟需要花多少成本?因此对于弹性需求相当高的产业来说,人机协作、人机并行可能会是更好的生产模式。

对此,赖明村也透露接下来除了在排程管理上导入AI,目前千附也正跟工研院合作导入研磨制程自动化,透过导入AI机器人降低现有作业人员的负担,改善过去研磨制程运用人工耗时耗力的缺点,并借此维持产品品质的一致性与可靠性。

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