大詠城機械

3K鑄造升級智慧冶金 熔化逆局點燃全球商機

位於彰濱工業區內的大詠城機械的戰情室中，WINSON管理監控系統的大型電子面板上顯示著攝氏將近1,500度的熔解溫度，及鑄件的澆注溫度、熔解時間甚至熔解電力等等，一個又一個的數據不停地跳動著。大詠城機械總經理謝宜軒說：「現在利用我們自己研發的數位冶金儀器在熔爐內取樣的結果，無須看手抄紙本，數據馬上出現在這邊。（面板）上半部呈現的是原料的成分分析、溫度變化的曲線等資訊；下半部則是呈現應用AI演算法推定的預測值，包括這爐鐵水倒入模內的硬度、機械強度、拉力預測值等數值，作為我們研判產出的成果，是否能滿足顧客的要求。」

謝宜軒是第二代接班經營，父親（謝順民）創立的大詠城機械是國內少數專注於上游大型工具機鑄造的鑄造廠。鑄造業雖有工業之母之稱，但由於產業工作環境多存在高溫、噪音及環境污染等問題，是典型的勞力密集3K傳統產業，自動化程度相對較低，加上年輕世代不願投入，是謝宜軒回憶12年前接班時所面對的困境。

圖說：鑄造業是工業之母，大詠城機械在總經理謝宜軒接班後，利用IoT技術，自主研發數位冶金工具，更建置雲端品質監控平台，建構出智慧冶金系統，擺脫傳統黑手業的困境，逆風點燃全球商機。

金融風暴痛悟 經營海外避險

謝宜軒自從2008年走到企業營運的第一線後，觀察到台灣鑄鐵業呈現兩極化發展方向，一方面是遭遇金融風暴後，因訂單萎縮而退出市場，有道是老將不死，只是凋零。他無奈地說：「這十幾年，我幾乎每2年就聽到一家鑄造廠結束營業。」另一方面，則是同業裡與他背景相同、年紀相仿的二代都回來接班，「很多像我這樣的二代新血加入，卡有伴啦」。

雖然謝宜軒認為二代接班帶動鑄造業轉型的契機。人才卻是他與同業接班後心中的痛。由於鑄造業多屬於家族事業，加上3K產業嚴苛的環境所致，很難招募與留住台灣人才，多數只能聘用外籍工人。他說：「很多人才會認為去科學園區比較體面，工作環境也比較好。」

因此，為了招才與留才，謝宜軒最先著手改善環境，從廠房硬體設備條件的優化，公司管理體制的提升，乃至進行公司上市櫃的準備，無不在讓員工能對公司有信心。

圖說：鑄鐵業是傳產鋼鐵人，是各種工業機械的研發後盾，但因工作環境悶熱繁重，產生人才斷層。

日本繳5年學費 屢敗屢戰煉品質

謝宜軒進一步說，有了優質的人才外，更要面對國內市場萎縮的衝擊。由於鑄鐵產品體積大又重，有海運長途運輸上的困難，因此先天條件上面臨限制，大詠城也一樣，多以內需市場為主。但一場金融風暴讓產業搖搖欲墜時。「我父親，也就是董事長，就驚覺公司業務只集中國內市場跟服務單一客戶，負擔的風險太大，因此，2008年積極拓展外銷市場，跌跌撞撞2年後，2010年著手開發機械產品需求最大、相對品級要求也高的日本市場。」

提起那一年跟父親一起追日本外銷訂單的過程，謝宜軒回憶說，當時的策略是認為，做日本外銷既然辛苦，就挑戰日本最困難的客戶，包括日本最大的工具機廠山崎馬札克(MAZAK)，以及精品級的五軸加工機廠松浦機械(MATSUURA)，他笑著說：「剛開始做時產品都達不到標準，不良率是50%，做兩台壞一台。很多同業選擇放棄，或是只做成少量外銷的口碑品牌；我們用比較傻的方法，就是繼續試、繼續改、繼續提升，只要客人給我們機會，我們就繼續試。」因為設定目標在最困難的兩家客戶，當大詠城機械獲得松浦機械的認可，隨後又用松浦的成績切入馬札克，成功成為他們的供應商，「後面客戶的開拓就變得容易多了。」，這5年走來真是辛苦。

大詠城機械在10年間，從硬體的提昇銜接到人才的培育，從外銷開始做質的提升，基本條件到位之後，近3年開始進行軟體與韌體的提升，希望把提升後的基本條件整合起來開始投入研發，比如材質的提升、導入廠內的系統和智慧冶金的系統等。「傳統鑄造廠很少需要投入研發資源，因為這個產業的應用廢鐵原料是單一又成熟，沒有材料開發的壓力。」謝宜軒認為自己要給自己壓力，再次運用了「挑戰最困難」的策略，例如：品質的提升，最難的挑戰是穩定度。

「鑄造業是大量利用廢鐵熔解，廢鐵會因上游來源而變化，每一爐鐵水的穩定度如何均一，大大牽動品質表現。」為了從製程蒐集數據，大詠城持續增加設備和儀器，例如：管制鐵水熔煉產出過去只要一台檢測儀就足夠，現在多了分光儀和熱分析系統，但問題又來了：「它們互不溝通！」3個儀器和設備的串連溝通得靠人，最後還是得用人工去記錄不同儀器的驗出結果，再用人工來計算得出結果來控制鐵水品質，謝宜軒坦言：「帶來的效果好像不如想像的美好，沒有數位轉型的感覺。」

圖說：謝宜軒總經理展示的數位冶金儀器，從硬體到軟體、韌體都是自主研發，開創鑄造業的先例。

自主研發數位儀器 建置智慧冶金流程

「我們想要的數位轉型，是希望這些儀器能有演算法，把大數據中，人所不能計算的複雜維度計算出來，再引導人員去做品質的調控。」謝宜軒重新檢視最終目標，開始著手智慧冶金系統的計畫，最初是考慮與外部系統整合廠商合作，最後還是決定挑戰最難的，從感應器到系統應用整套核心技術完全自主開發。他指出，除了不想投入龐大心力做出的Know-How受制於人，更由於系統商不一定具備鑄造業的產業知識，前期需要花費冗長的溝通成本，而做出的系統更可能需要多次修改才能符合生產需求，這些看的見與看不見的成本都是他選擇自己研發的考量要素。「我們意識到要做的事情其實自己也在摸索，摸索會跌倒，系統廠商不見得願意陪你一起跌倒；再來，跌倒以後要爬起來，自己比較快。」

當然，他也是繳了千萬元學費才學到經驗。例如：大詠城機械過去曾經在機械手臂應用研發上與系統廠商合作，並且有很好的產出結果，組成很好的自動化生產單元，可是後續擴充產線設備時，卻沒有Cost down。「系統商在商言商，都希望業者一次要買一整套，價值約2千到3千萬元的機械手臂應用系統，這是因為他們身上累積Know-How，讓我們只能遵循系統商設定的遊戲規則。」他強調，為了導入智慧冶金，謝宜軒參與經濟部產發署「智慧機械-產業聚落供應鏈數位串流暨AI應用」計畫獲得資源，除了有來自政府的經費協助，委員也給予諸多意見提點，讓站穩大詠城機械研發的基礎，這對台灣的製造業來說相當不容易。

謝宜軒坦承，自行開發的投入成本可能比委外成本上昂貴5倍之多。「因為自己研發，試做失敗得重做，花費多，也浪費時間。但明顯的好處在於這些技術能量累積後會發酵。」他以整合現場溫度蒐集的「測溫槍」為例，從感測器的選擇、線路的架設、無線模組的選用、數據的蒐集到雲端平台的規劃，全部自己做完之後，刺激員工開始思考變化應用，「工業級的無線測溫槍找不到，外面買可能一支十幾萬，但我們元件和零件都知道怎麼裝配，自己做起來的成本只要十分之一。」自製的無線測溫槍測到溫度後，會自動將測到的數值傳送到雲端，也不會有必須增設主機與距離受限的問題。

從無線測溫槍到智慧平台秤等，大詠城機械的研發團隊就這樣開發出一個又一個週邊設備，「因為都是自己做，可以迅速反應修正，每個星期都在改，每次有新的想法就找同仁討論，可以自己做，或買部分元件自己做，或利用誰的雲端平台，下面就自己做等。」謝宜軒強調，「雖然初期研發過程很辛苦、很冗長，但我們累積掌握了核心技術，未來設備需要新增功能時，不管是軟體、硬體、系統都可以輕易找到可以合作的廠商，不用受制於人。」

無線測溫槍等產品能提高什麼樣的效益呢？謝宜軒舉例指出，鑄造業是用電大戶，一個月電費高達數百萬，每天熔鐵用電時間拉長一點就是很高的金額。開發並利用這些測溫設備所得到的大數據，導入智慧冶金系統中得出建議參數，就能有效縮短熔煉的操作時間，「以前熔鐵水製程結束後，發現產出與需求差異時，就要進行很多項目調整，然後再測試，測試結果再用人工紀錄抄表，非常花時間，加上儀器狀況多，熔解時間跟著拉長，用電量跟著增加，累積下來非常驚人。」

圖說：謝宜軒總經理帶領團隊研發無線測溫槍、智慧平台秤等數位儀器，蒐集各設備的數據，精進生產效率。

謝宜軒說，「我們一天可能要熔煉5、6個爐次，過去一個爐次平均要花費60分鐘產出鐵水，現在有數位工具跟系統，可以透過電腦運算，只要50分鐘可以產出，大幅提升生產效率，相對能源的消耗就少了很多；廠內各設備產生的數據，都要透過人工抓取與統合，平均要1-3天工作天，才能產生完整的產品生產履歷與品檢資料，透過智慧系統，現在只要1分鐘。」品質良率從過去的94％提升到99％。熔解製程生產成本也成功降低1-2成左右。

但建置過程卻很曲折。謝宜軒表示，一開始是想先和國外廠商合作，並請教台科大邱群和雷添壽兩位教授相關演算法開發的可能性，兩邊齊頭並進。因為大詠城機械擁有龐大的數據，可以配合學術單位開發演算法，但卻被國外廠商潑了冷水。他說：「對方是國際大廠，表示我們想要做的產品很簡單，不用高階儀器。雖然沒有貶意，但我們就想用這麼好的東西，能不能有新的火花，得到新的品級提升？」更堅定自己開發的決心。

圖說：大詠城機械利用熱分析系統及雲端資料庫導入，精準合金添加量，讓鑄件材質均質化，減少浪費，縮短生產周期。

即時更新生產訊息 顧客問題及時解

大詠城機械組合了一位負責硬體和韌體的IT人員、一位軟體開發人員，其餘4-5位冶金工程師的研發團隊，除了製造生產階段的智慧化導入，也透過聊天機器人(Line Bot)串連供應商與客戶。供應商部分，提供成分變化紀錄表，一旦出現異常的偏差值時就會警示通知。過去是每個月和供應商開一次會，現在供應商自己可以每天查核結果，減少因原料問題影響生產效率的問題。

客戶端相對有挑戰性，大詠城機械的客戶端是加工廠，「鑄件加工後可能出現小的毛病例如氣孔，傳統做法是客戶會打電話通知來看一下，一去看根本不是氣孔，甚至一去看發現不是我們的鑄件！」謝宜軒笑著說，現在透過Line Bot簡單操作的設計介面，讓過去不耐於填表的師傅，願意透過機器人的引導拍下照片，Line Bot字型轉成品質表單，「一看序號先查，這我們的鑄件，何時生產，生產數據調出來看，我們去的工程師就知道要去解決的問題是什麼數據，不會只聽客戶講。」

圖說：大詠城機械利用Line Bot轉成品質報表，讓工程師第一時間了解顧客的問題並快速解決。

謝宜軒表示，導入智慧冶金後，大詠城機械的員工利用數位儀器做數字管理，操作有效率，也會減少對有經驗師傅的依賴，例如合金投料，現在有電腦大數據產出參數，讓生產製程穩定且品質良好。更重要的是，加快新聘的員工上線，人員的流動補位較為快速。

大詠城機械這一路負重前行，謝宜軒帶領團隊導入智慧冶金啟動數位轉型，未來，根留台灣，面向世界，一次又一次逆風點燃成長的動能。（109年12月撰寫）