不只是機械廠 電線電纜智慧製造的創新典範 -- 先鋒機械

先鋒機械 (右)黃哲武 董事長 (左)黃成對 總經理

先鋒機械是由黃哲武董事長於1973年所創立，創業前任職於電纜生產工廠機械設計部門的他，看著當時日本與歐美專用機械設備橫掃產業，於是起了台灣自製的念頭，在新莊找了小地方著手投入電線電纜機械的研發製造。起步的前期黃董事長利用自己在日語上的優勢，鑽研日本機台的設計原理，也虛心奔走各處請益。皇天不負苦心人，勤奮的他在台灣經濟起飛的年代找到了方向，使先鋒機械得以逐步茁壯。在公司急速成長之際，沒想到1997年發生了亞洲金融風暴，經濟活動停滯，機械廠的訂單也一落千丈。在那些蕭條的日子，黃董事長反而有機會坐下重新思考公司的未來，他意識到不能只發展大陸市場，歐美日的版圖更有機會讓先鋒躍進。於是要求研發團隊對於世界各國的「安規」徹底研究，並且放眼中東、南亞、非洲、南美等區域，在瞭解當地文化的同時，設計出符合當地市場需求的產品。就在這一蹲之後，公司在世界舞台一鳴驚人，兼具彈性設計與國際性能力，先鋒的設備取代了日本、韓國的機台，在斯里蘭卡等開發中國家大有斬獲，創造了先鋒大打世界盃的黃金十年。為了提升產能與產品的多樣性，公司先後在四川與上海崑山建立了生產
基地。
受訪當天，黃哲武董事長穿著女兒結婚時所訂做依然合身的西裝，和藹地描述著創業的艱辛以及讓「黃成雙」和「黃成對」這成雙成對的雙胞胎兄弟接棒的點滴。「看著兩個兒子陸續回到公司，一個專注產品研發，一個開發世界市場，我可以放心，對於公司營運不再多過問了。」語氣雖然平靜，黃哲武董事長眼神裡卻透露著文字難以表達的澎湃與驕傲。談到了公司在2008年金融風暴的第二個拐點，長期奔波海外市場的黃成對總經理告訴我們：「1997年沈寂後的大成長經驗，讓我們在雷曼風暴來臨時，決心加大對研發的投資，建立了『模擬設計』的技術！」出身清華大學資訊科學研究所的黃成對總經理，充分發揮了自己的專長，協助公司建構軟體設計能量。長期在歐洲與南美奮鬥的他，也練就了一口流利的西班牙文，這讓他能順利整合先鋒機械在西班牙所併購的公司，將歐洲軟體設計的思維帶入企業。就這樣，先鋒機械逐步拉開了與競爭對手的距離，在工業4.0浪潮來臨時，得以踏上浪頭邁入智慧製造。

電線電纜智慧製造平台
黃成對總經理說：「電線電纜行業建置一座工廠是龐大的投資，在連續性的產線上，機械設備非常多元。簡單說，金屬伸線、絞線、押出、絕緣層包覆、成纜等各類製程都涵蓋了截然不同的技術Know How。電線電纜是相對傳統冷門的行業，除了生產者之外，外界的系統整合商鮮少了解行業細節，電纜製造商往往在工廠建置時需花很長一段時間與負責整廠規劃的系統整合商溝通。譬如要從設備端拉出什麼樣的訊號，在整廠控制系統內如何分析、判斷、回饋等。即使花長時間磨合，要達到高效率高品質的生產都不容易。」渾身IT氣息的黃總語氣堅定的說：「所以幾年前，我們先鋒就決定了，往機台智慧化的方向發展！」先鋒開始在伸線機、絕緣層包覆機等機械設備上加裝各類必要的溫度、振動、電流等感測器以及自動光學檢測AOI（Automated Optical Inspection）相關設備。同時，在黃總有遠見的領導下，先鋒發展出了電線電纜行業專用的智慧製造軟體平台，它是個能與各個生產工廠ERP系統立即串接的平台。
黃總解釋著：「我用台灣因疫情而享譽國際的『口罩地圖』為例。口罩地圖之所以能快速成形，是因為唐鳳政務委員早已推動了台灣各種資訊的API（Application Programming Interface）系統。這讓口罩地圖APP介面被設計完成後，開發者得以在政府的網站上迅速抓到即時有用的訊息，再利用活潑的APP讓民眾輕鬆操作使用。我們的智慧平台就類似API的概念，隨時將電線電纜生產線所需的訊息都拉出來準備好，任何工廠的ERP系統要串接資訊，都變得輕而易舉。」這時黃總臉上露出笑容，自嘲著說：「不怕你們笑，我是在一段時間後，才意識到先鋒機械已經不只是單純的機械製造商。可以說我們變成了專業的系統整合商，甚至是軟體公司了。」
先鋒機械的智慧製造平台主要有「品質監控」、「能源管理」、「預知保養」等特色。在「品質監控」的部分，利用影像技術，在連續性的電線絕緣層包覆製程上，即時監控包覆層的厚度並隨時調整補償。如此，不但能確保品質達標，也能控制包覆層厚度在品質合格範圍內的下限，有效控制生產成本。另外，利用光學檢測，線上監控纜線的顏色、印字、表面品質等，讓客戶對產品品質非常放心。
在「能源管理」的部分，利用功率等訊息的分析，即時掌握整條產線每個製程的耗電量，可精準有效調節能耗，讓產線之能源效率最佳化。黃總解釋：「在過去，當發現一條電纜產線整體用電偏高時，廠長會依多年經驗，在如押出機或絞線機等某幾個製程設備上做參數調整，在維持產品品質的前提下，讓能耗下降節省用電。現在有了智慧平台的協助，我們可對於每個製程的用電狀況一目了然，在利用數學上線性歸化的分析，要做能耗最佳化也容易多了。」據了解，先鋒機械在不久的將來，會在智慧平台內加入因應非預期之降載需求來臨時的最佳應變計算能力，讓連續生產的產線損失降到最低。這對於電力公司要求用電大戶在尖峰時段強制降載的對應上有非常大的幫助。

(左)SKF Taiwan 張峻榮 總經理 (右)先鋒機械 黃成對 總經理

配盤內藍色的控制盒 IMx-8 為 SKF 擷取傳輸振動、溫度訊號的秘密武器

在「預知保養」的部分，最重要的核心就是迴轉機械的心臟 –「軸承」的振動監控。黃總表示：「專業的事，我們決定交給最專業的人來處理！很幸運地，我們找到了瑞典軸承大廠斯凱孚SKF成為夥伴，讓我們智慧平台裡的軸承振動監控有了完整強大的能力。」斯凱孚SKF近年來積極發展雲端智能化服務，結合人工智慧、邊際運算、數據分析等輔助，優化轉動設備與製造流程。同時成立了「轉動設備效能服務中心SKF REP center」，依據各產業機械特性與需求，提供軸承即時監控分析，經由預知保養的實現，有效預防產線無預警的停機損失，讓機械使用者得以無所擔憂。採訪當日參與討論的SKF Taiwan張峻榮總經理表示：「對於機台上軸承的振動分析，SKF擁有百年智慧。在先鋒機械的智慧平台裡，SKF就像個軸承醫生，無論是外傷還是內傷，我們能精確診斷，在軸承嚴重損壞發生前，給予機台使用者最合適的保養建議，甚至可以將日後所需更換的零件先寄到使用者手上。」張總所謂的外傷，指的是因機台結構不平衡，或是軸承安裝不完善等等原因所產生的振動。此類振動波形在經由快速傅立葉轉換（FFT）的分析下，常會在一倍頻或二倍頻的地方明顯突出。而所謂內傷，則是指因為軸承內外輪磨損、滾珠或滾柱磨損等所產生的微振動。這在快速傅立葉轉換的分析下，會在三倍頻以上的區域產生複雜的訊號。SKF之所以可以當醫生，就是因為在百年經驗的淬鍊下，掌握了這訊息的分析Know How。

先鋒機械開發的智慧製造平台介面

智慧製造平台可同步監控軸承、齒輪、馬達、連接器之振動訊號

軸承振動波形(上) 與 傅立葉轉換分析結果(下)

先鋒機械所開發的纜線智慧製造平台目前已在全球多個生產現場實際運作，這個由懂電線電纜製造的機械廠親身設計出的整廠監控軟體工具，讓纜線製造行業有依循的邁入了工業4.0，也讓先鋒機械整廠輸出的競爭模式如虎添翼！訪談最後，黃成對總經理謙虛的表示：「這個智慧平台能有今天，我真的很感謝經濟部工業局為了鼓勵企業創新，推動了『智慧城鄉生活應用發展計畫』，讓先鋒機械可以放手投入物聯網應用平台領域的研發。電線電纜製造相較之下已是傳統的產業，政府仍不吝嗇的給我們轉型的機會，我真的非常窩心。」SKF Taiwan張峻榮總經理補充：「其實這個電線電纜智慧製造平台只是個開端。台灣許多傳統產業，如金屬零組件加工等等，都需要藉由這樣的模式做產業升級。期待先鋒機械的智慧平台在電線電纜製造業以外也能有所發揮，為全球產業跨入智慧製造做出最大的貢獻。」
先鋒機械，這個Wire & Cable Machinery亞洲第一的企業，正站在工業4.0的浪頭上逐步轉型，朝著創新服務的營運模式勇敢前行！

(左)黃成對 (右)黃成雙 兄弟