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在地/客製化生產帶動製造業轉型 微型工廠潛力十足(1)
新電子Abby Lin
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微型工廠正在改變製造業的樣貌,產業對於模組化、快速組裝的工廠開始產生興趣,且模組化工廠中的各種技術與設備,也為電子業帶來商機。

微型工廠在數位科技加持,以及外部局勢的變化下,正在改變製造業的樣貌。不少產業為了因應在地製造趨勢與快速迎合消費者需求,對於這種模組化、快速組裝的工廠開始產生興趣,而模組化工廠中的各種技術與設備,也為電子業帶來商機。

區域製造/客製化小批量生產崛起

目前,大部分的產品是在具有規模經濟的大型工廠生產的。這些工廠大多位於低成本地區,主要在亞洲,也有少數在東歐和南美洲,這有助於客戶以更優惠的價格獲得產品。然而,有跡象顯示情況可能不會永遠如此,這些國家的低成本勞動力紅利正在減少,主因在於年輕人不願意從事重複性的初階技能工作。此外,全球的交貨延誤,以及市場對本土產品的需求和偏好都在增加,最終將導致製造商難以將在遙遠低成本地點製造的產品,推向當地市場。

企業應該考慮的另一個重要面向是客戶需求改變,越來越多的客戶正在尋求個人化/客製化的產品。調查顯示,已開發國家50%以上的消費者更喜歡個人化產品,並願意為此支付稍高的價格。考慮到不斷變化的消費者動態,以及從低成本國家採購產品的限制,大型組織將需要重新考慮其製造策略,從大規模生產逐漸調整至小批量、客製化生產,並透過在靠近客戶所在地的地方建立一個由小型、技術先進、靈活的製造設施網路(類似於微型工廠)。微型工廠不僅可以幫助製造商生產適合當地市場偏好的小批量客製化產品,還可以節省25~40%的物流運輸成本。

在大規模生產中,產品製造透過標準流程處理,產品設計的任何變化都會增加更換模具和工具的成本。典型的微型工廠設置非常靈活,可以免費或以極低的成本改變產品設計。微型工廠非常適合小批量生產不同設計/規格的產品,事實上,服裝業的一些微型工廠正在生產用戶訂製的每件衣服。

例如,顧客可以使用製造商提供的應用程式將喜歡的客製化設計發送給製造商,並可以在第二天收到完美合身且款式齊全的布料。客製化有助於創造消費者需求,並且只有當製造商收到客戶的確認訂單時才會開始生產,也強化產品對市場的吸引力。

微型工廠成為市場新焦點

世界經濟論壇指出,目前微型工廠的崛起有可能成為新的一波製造浪潮(圖1)。微型工廠的概念最早由日本機械工程師實驗室(MEL)於1990年提出,此後,MEL在一個縮小工具機和製造系統規模的專案上工作了近十年,MEL於1996年開發了一台比人手掌還小的微型車床。這促使MEL建立整個機械加工工廠的原型,並進一步於1999年建立第一個用於生產微型滾珠軸承的桌面製造系統,成為微型工廠的雛形。

技術創新也慛生微型工廠的出現,因為相較於傳統工廠,微型工廠是較小的製造設施,使用先進的工具和解決方案來獲得競爭優勢,提供更大的傳統工廠難以實現的更高水準的靈活性和可擴展性(圖2)。與傳統工廠相比,微型工廠消耗的電力更少,操作所需的人員也更少,因為它們使用效率更高的新技術。根據調查,全球微型工廠市場預計將從2022年的24億美元,成長到2030年的122億美元。2023年至2030年的年複合成長率約為24%,可應用於電子製造、醫材生產、汽車、航太零組件、紡織、消費品、食品加工等,範躊相當廣。

圖2 微型工廠的主要供應商 (資料來源:Future Bridge)

人工智慧、機器學習、大數據、機器人,與其他創新技術能幫助微型工廠降低浪費、優化流程並為客戶提供個人化服務。以機器人為例,協作機器人能處理組裝、包裝和品質控制等重複性任務,協作機器人易於操作且適應性強,非常適合微型工廠和動態生產線。微型工廠經常部署協作機器人,這些機器人有助於提高生產的精準度,並打造更靈活和更具適應性的製造環境。另外,微型工廠採用模組化處理,有助於提高產能。也就是每個微型工廠都可以被視為更廣泛的生產線的一個「單位」,這些單位可以執行各種製造任務,透過相互協作以加速生產,目前微型工廠具備四大優勢。

提高成本效益

隨著現代工廠可用的技術不斷變化,許多製造商大力投資創新工具和解決方案。此類投資可以迅速增加,特別是在工廠設備需要頻繁更新的情況下,將影響生產時間、產品成本等。但對於微型工廠來說,與傳統工廠生產線相比,更新設備帶來的成本會低得多,因為只需要更改特定的電池或元件,就能生產不同產品,透過快速更新和更短的停機時間來控制成本。

提高可修復性和易於維護性

微工廠在硬體、軟體和通用基礎設施方面都是模組化和標準化的,有助於工廠保持最高的生產效率並容易維修。與擁有先進技術和客製化硬體元件的大型現代工廠相比,模組化的軟、硬體設備,可以協助微型工廠達到更快、更有效率的工廠維護。

增加客製化和個人化

工業物聯網、人工智慧和其他先進技術的出現,代表現在的客戶可以訂購高度個人化的產品和服務。當生產商試圖調整其產量以滿足不斷變化的消費者需求時,可能會使製造變得更具挑戰性。而微型工廠可以滿足高度客製化的需求,因為具備靈活的自動化系統,可以隨時因應生產需求的快速變化。

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