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自動化風潮興起 工安設計已成系統設計重點

  • 洪千惠

隨著大陸人工成本上揚與勞工意識的抬頭,自動化技術已然成為未來台灣製造業者的重要選項,而自動化技術近年來快速精進,也將工安概念一併設計入內,透過自動化系統的設計,勞工安全將更有保障。

近年來大陸「勞工合同法」施行、沿海地區缺工等問題叢生,讓不少屬勞力密集產業的台商十分苦惱,開始思索往東南亞遷移的可行性,加上後來富士康員工「連12跳」事件所引爆的大陸80後員工素質,及其後續全面推升工資上漲,與日商本田汽車調漲大陸員工薪水24%之蝴蝶效應,則讓向有「世界工廠」稱號的大陸市場,其經營環境惡化速度加快,大陸台商就曾表示,現在已不只是大陸政府想提高基本工資水準,勞方本身在企業內部,也要求成立工會,再爭取權益。

隨著人力成本的快速提升,自動化潮流已勢不可免,自動化系統工安設計與傳統不同,主要是透過設備內部的設計與外部相關規範,落實工安流程。DIGITIMES攝

隨著人力成本的快速提升,自動化潮流已勢不可免,自動化系統工安設計與傳統不同,主要是透過設備內部的設計與外部相關規範,落實工安流程。DIGITIMES攝

上述原因讓大陸製造業者的投資、勞力成本壓力,平均至少上漲了約20%,連經營多年的大陸台商也只能建議可盡量承接高附加價值的訂單,採自動化生產,或前往大陸中西部、海外遷移發展。

據已在印度設廠的台資企業萬邦鞋業總經理楊紀政就曾指出,過去20、30年來,大陸廉價勞動力固然造成不少台商「無可避免的短視」;現今缺工和工資上漲問題接踵而至,造成部分台商考慮再將廠房南遷,但與大陸勞動力相比,東南亞各國除了勞動效率未必優於大陸,隨著戰線拉長後,成本可能不減反增,除非離市場近,否則只是跟著低廉勞動力跑而已。

除遷廠外,也有多數製造業者積極討論自動化的必要,希望盡可能透過大量自動化生產,降低勞動成本支出,認同「自動化是跑不掉的趨勢」,同時身兼金仁寶、威寶電信董事長的電電公會名譽理事長許勝雄就表示,企業無法逐水草而居,未來自動化生產將成為符合產業發展的趨勢,工商協進會理事長黃茂雄進一步強調,透過自動化與機械化,也能讓員工不會那麼辛苦,減輕工作環境壓迫感。

傳產、高科技業同聲需求  機械業全力呼應

就台灣產業的自動化導入現況來看,食品、製藥、電子產業是最早導入自動化技術的產業,以頂新集團為例,頂新集團康師傅因為純是內銷產業,早在十幾年前就開始落實自動化生產,於搬運成品的過程都已利用機器人協助;多數員工係以具較高技術、能操作高精密機械者為主,所以薪資至少在中上等級,也不會擔心富士康事件後續對台商影響效應。

電子業方面如台積電、鴻海即為了降低成本及節能減碳需求,考量其因為主要由產業機器人負責操作,鴻海董事長郭台銘就曾提出「無人工廠」、「關燈生產」等概念,意即在不需要燈光的暗房即可作業,陸續投入建置無人化工廠,將高階精密加工製程移回台灣。

以生產汽車零組件為主的東陽集團,則因為2009年5月間台南廠一場大火重建,反而「愈燒愈旺」。透過加速更新自動化設備,大量啟用機器手臂,不僅讓該公司產能利用率更高;進而考慮其在大陸廠或有產能不足和品質控管風險,預計到年底將把兩岸工廠自動化裝置率從約70%全面提高到90%,強化企業競爭力。

強調安全化機制  降低初期導入與規劃風險

至於大陸內資廠或台商,初期可能擔心當地會操作自動化設備之高階人力青黃不接,或影響生產效能、良率;一旦引發工安事故,將相對增加外資企業的經營風險,若能事先導入「工廠自動化安全機制(FA Safety)」,及符合各國公認安規標準的自動化製造設備,亦有助於緩和目前緊張的勞資關係。

以全球工業自動化大廠西門子公司(Siemens)為例,由於西門子出身對安規要求素來十分嚴苛之歐洲國家,得以掌握最新趨勢;同時發揮其囊括FA管理、操作、控制、現場不同層級之軟硬體資源,提供完整解決方案。

現今與FA設備相關之安規標準大致可分為ISO、EN兩大類,其中包括EN 954、EN 62061、ISO 61508、ISO 13849等認證項目,並逐漸調合衍生出EN954-1、EN ISO 13849-1等新規格標準,這些標準已在2012年全面適用,要求安全信號從輸入端感測器到輸出端的致動器,均須全面符合安規需求,避免因感測器異常,影響正常運作;於危機發生時,與其他元件聯鎖,或立刻中止系統運轉。

西門子FA Safety安全整合系列產品除了支援包括模組化或PC-Based、軟體PLC控制器等解決方案,並新推出可支援同時操控多軸機種,利用高度相容之S7編輯環境,減少工程規劃與培訓成本。

PROFlsafe係IEC61508第一項通訊標準,可視客戶需求,將安全(Safety)與標準(Standard)兩種信號自動化系統整合,或獨立設計,而不必如日系Safety設備皆必透過硬式配線。允許只要利用同一條PROFINET、現場匯流排PROFIBUS,或IWLAN無線連接方式,就能同時傳送系統標準與安全兩種相關資訊,在適當時間或工作站以HMI進行分散式控制,除了符合歐美安規標準之前提下,相對節省配線,提升系統擴充性,也兼顧了日後升級的可能。

除了西門子外,包括法商施耐德電機(Schneider)、美商洛克威爾(Rockwell)、日商三菱(Mitsubishi)等國際大廠,其自動化產品都有相關的工安設計,尤其這些大廠積極布局「智慧工廠」、「工業4.0」等概念,將讓工安防護進一步升級。

過去的的工安防護概念,主要訴求是「零災害」,然而「零災害」思維是典型的結果論,如果不能從流程源頭控管危險,「零災害」訴求不免會使得管理人員疲於奔命的被動解決每一災害事件,因此與其訴求「零災害」,真正解決工安的做法應是打造「零風險」的生產流程。

當然世上不可能有「零風險」的生產流程,所謂的「零風險」意義應是有效的控管風險,而工安事件的風險不是人為就是設備異常所致,這兩者都可透過智慧工廠的概念獲得解決,人為因素所導致的工安事件,往往肇因於工作人員不熟悉或輕忽,未按照流程工作,進而產生危險,在智慧工廠體系中,可設置強制性流程規範,流程中的上一動作若未完成,鏈結的下一動作則無法開啟,透過這種層層節制的作法,讓所有的人員工作均按程序走。

設備部份,以往生產設備的異常難以控制,因為以往的生產設備多為獨立運作,其內部狀態的得知只有兩種方式,一是在定時維修時,由維修人員拆解檢查發現,二是設備故障導致整條生產線停機。智慧工廠概念中,有一相當重要的作法是設備的自我診斷,透過此一作法將可完全掌握所有生產設備的變數,進而降低設備所引起的人員傷亡。

生產設備的自我診斷,是在各設備中設置感測網路,這種作法除了主動提醒廠務人員設備的維修時間外,也同時偵測各設備的運作狀況,例如馬達的功耗、轉速、溫度、聲音,當馬達出現如異音、高溫時,系統會主動發出提醒,通知管理人員前往檢查維修,透過這些智慧化設計,讓災害發生初期乃至於未發生時,以最小的人力、資源解決,也讓工安獲得最妥善、周全的保障。

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