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汽車 AM 產業模具數位化技術研發聯盟

近幾年國內汽車零組件的產值與外銷金額變化如圖4-2 所示,顯示台灣零組件 工業近年因國內市場的擴大及自動化設備與彈性製造系統的大量導入,在產品品質 與價格上均已初具競爭力,產值呈增長趨勢,2004 年總產值約 1,674 億台幣(不含輪 胎、玻璃、電瓶、空調、電裝品、車用影音設備等,若含則超過2,000 億),產值創 歷史新高。但是扣除出口的部分,事實上內需的部分十年來均維持在650 億元左右,

顯示汽車零組件產值的成長,均來自於外銷的成長。特別是外銷金額近5 年來的年 複合成長率接近15%,顯示台灣的汽車零組件產業的發展潛力。我國汽車零組件出 口的大宗產品包括輪胎、車燈、板金件、保險桿等,其中AM 板金件出口值約為 200 億元,已成為全球AM 碰撞板金件的最大出口國。耿鼎、維輪、台灣開億、瑞利等 四家為主要AM 碰撞板金件的供應廠商。

500 1000 1500 2000

87 88 89 90 91 92 93 94 年度

產 值 (億元)

零組件產值

零組件外銷金額

圖4-2 國內汽車零組件的產值與外銷金額變化

汽車零組件主要可分為原廠組裝使用的零件與售後維修車廠所使用的零件。就 零件的銷售管道來看(表 4-3),則可區分為 OEM(Original Equipment

Service)、AM(After Market)四種汽車零件的銷售管道。其中,OES、OEM、ODM 市場為原廠零件市場,AM 市場則是售後維修及改裝車使用副廠零件市場。以美國市 場為例,在售後維修使用零件部份,原廠正品(OES)市場約佔 85%,而非原廠正品(AM) 市場約佔15%。由於原廠汽車零件品質要求與管控較為嚴格,再加上運送的問題, 的產值約200億,去年的用鋼量達11萬1千噸 (CR:79,000MT,GA:32,000MT),

冷軋部分主要是成形級軟鋼,幾乎完全使用中鋼料;而GA料除了少部分自日本進口

近幾年北美AM市場受保險公司理賠使用副廠零件遭到控訴之影響,市場需求停

物流平台

z 加入 OEM 供應體系障礙高。

AM 產業產值高值化可從(1)擴大市場、(2)降低成本、(3)提高品質、(4)走向 OEM 等四方面來著手。其進路對策與具體作法分述如下:

(1)擴大市場:AM 產業要擴大市場之對策與具體作法包括:(a)取得各國 AM 件認證、

(b)成立專業大貿易商建立全球行銷通路、 (c) 在海外設廠以展開全球 佈局、及(d)強化異品整合快速成櫃並引進高效率倉儲系統來通暢物流 等。

合理之材料、(b)提升模具與沖壓製造技術,以簡化流程降低生產成本、

(c)強化人事與設備之管理,以提升製造效率、及(d)建構「合作競爭-共同接單/開模、異品結合」的營運模式。

(3)提高品質:AM 產業要提高售價可從提升品質來著手,其對策與具體作法包括:(a) 取得品級適當且來源充裕及品質穩定之材料,及(b)提升模具與沖壓製 造技術並精實檢測,以提高成品品質。

(4)走向 OEM:OEM 零件之市場規模與價位遠大於 AM 零件,AM 產業要提升至 OEM 產業之對策與具體作法包括:(a) 提升模具與沖壓製造技術並精實檢 測,以提高成品品質至OEM 水準並取得 ISO TS16949 與各車廠認證、

(b)建構即時生產排程及交貨系統,以確保交期準確。

由技術的角度來看,因為AM 業者目前僅能依賴老師傅的經驗,以試誤方式來 進行AM 維修件之產製,導致成本增加且有技術傳承困難的問題。加上輕量化與安 全性的考量,使得汽車板金使用高強度鋼的等級與數量日益增加,其所衍生的成形 皺摺、破裂與回彈問題也帶給業界相當的困擾,所以亟需導入快速之模具逆向工程 CAD 技術、沖壓成形 CAE 分析及實體結構模具設計分析等數位工程化技術,減少 試模修模之時程並提升板金件品質,以促進我國汽車AM 板金產業升級,進一步拓 展北美及歐洲甚至中東的售後服務市場,使此產業能根留台灣,並持續發展增加產 值。

四、 研發聯盟籌組

為了提升台灣汽車AM 零件在美國及國際上之售後服務市場之競爭力,中鋼公 司遂與金屬中心在經濟部技術處的支持下共同進行產業調查與分析,鑑別出發展汽 車 AM 鈑件產業必須建構之核心技術,並規劃出具體的行動方案。另外,與耿鼎企 業公司、瑞利企業公司、臺灣開億工業公司、維輪實業公司,悅誠公司等產業界,

及金屬中心和台灣大學等學研界,共同籌組「汽車 AM 產業模具數位化技術研發聯 盟」,以加速我國汽車AM 鈑件產業升級的腳步,提昇產品品級,擴大國際市場佔有 率,達到產業永續經營與根留台灣的目的。

(一) 聯盟成員及運作機制

1. 中國鋼鐵股份有限公司

資本額:1,060 億元

主要營業項目:鋼板、條鋼線材、熱軋、冷軋、鍍面鋼板等 2. 耿鼎企業股份有限公司

創立日期: 75 年 03 月 資本額:14.79 億元

主要營業項目:汽車零件(葉子板、引擎蓋、車門及其他汽車零件等)

3. 瑞利企業股份有限公司 創立日期: 59 年 6 月 資本額:17.65 億元

主要營業項目:汽車零件、模具及治具、鐵板、飛機零件等。

4. 台灣開億工業股份有限公司 創立日期: 61 年 10 月 資本額:15.31 億元

主要營業項目:汽車零件(葉子板、引擎蓋、保險桿、補強板、模具及其 他等)

5. 維輪實業股份有限公司 創立日期: 68 年 06 月 資本額:22.66 億元

主要營業項目:汽車零件(葉子板、引擎蓋、水箱架及其他汽車零件等)

技術協助:國立台灣大學機械系

財團法人金屬工業研究發展中心

管理委員會

新成員加入 原成員退出

汽車 AM 板金產業研發聯盟 耿 鼎 、 台 灣

開 億 、 台 大 、 其 他 模

具 業 者

耿 鼎 、 台 灣 開 億 、 維 輪 、 瑞 利 、 台 大 、 其 他 模 具 業 者

耿 鼎、台 灣 開 億、維 輪、瑞 利、台 大、金

屬 中 心 中鋼公司

模具業者

板金件數位化技術

材料成形特性 模具型面設計技術 模具結構技術

圖4-5 汽車AM產業模具數位化技術研發聯盟運作機制架構 耿 鼎 、 維 輪 、 瑞 利 、 台

灣 開 億 等 板 金 件 廠 評估適當之汽車 AM 板金件載具

分工

表 4-5 研發聯盟運作規章

討論議題 會商結論

討論議題 會商結論

新成員加入聯盟要件 1. 聯盟成員如因財務或技術研發等困難而欲中途退出聯盟 時,應向專案辦公室提出申請,提報管理委員會進行討論,

經委員三分之二(含)以上同意後始得退出。

2. 中途退出之公司若為單獨執行分項計畫,則應向經濟部技 術處申請計畫中止;若是與其他成員公司共同執行,則必 須與相關成員討論彼此之權利義務,並取得書面協議後始 得提出退出申請。

3. 中途退出之公司仍應遵守相關保密規定,保護聯盟其他成 員之機密。

4. 新公司欲加入聯盟時,應填具申請表,附上相關文件和研 究計劃摘要,向專案辦公室提出申請,提報管理委員會進 行審查,經委員三分之二(含)以上同意後始得加入。

5. 新加入之公司若欲使用聯盟成員已有之研發成果時,必須 先取得相關成員同意,並分攤相關成員已投入之研發經費 以及權利金之後始可使用。權利金金額由雙方(或三方以 上)另行協議。

其他議題 其他未規範事項,依我國其他相關法令之規定辦理,或由管理 委員會討論,達成共識後再予實施。

(二) 研發規劃及分工

「汽車 AM 產業模具數位化技術研發聯盟」規劃了下述三項先進技術的開發,計 畫架構及分工如圖 4-6 所示:

1. 汽車鈑件模面建構數位化技術開發—是以非接觸式的照相方式直接量測 OES 鈑件尺寸,省略了傳統接觸式量測需先製作石膏與樹脂膜的繁瑣程序,量測所 需的時間少,並且提高量測的尺寸精度。所量測的數據再搭配電腦輔助設計軟 體(Computer Aided Design),即可在電腦上進行模面中壓料面與延伸面等部分 的造型設計,使模面設計完全電腦化,可將老師傅的技藝知識化,知識電腦化,

達到知識傳承的目的。

2. 汽車鈑件成形 CAE 分析技術開發—為了降低開模的失敗率,利用電腦輔助工 程軟體(Computer Aid Engineering)再結合鈑材之機械性質數據資料庫,即可 進行鈑件高精度的成形模擬分析,使模具在設計階段就能評估模面設計的適切

3. 3D 實體模具設計技術開發—採用 3D 參數式的模具設計架構,設計與變更將變

(三) 執行優勢

1. 北美約 8 成 AM 副廠板金件供應均掌握在台灣廠商手上,國內相關業者可避 免以往殺價競爭的負面狀況影響整體業界利益,廠家也可屏除成見達成產銷 合作協議進行聯合外銷,對於產品售價獲得進一步的主控權,將有利於各製 造廠家利潤的推升。

2. 中鋼公司為國內唯一汽車 AM 板金件原料之供應商,而且擁有 200 多人的研 發團隊,由中鋼主導本聯盟運作,不僅對聯盟成員具號召力,技術協調工作 會更順暢,開發成功機會較高。

3. 聯盟成員耿鼎企業、瑞利企業、台灣開億工業、維輪實業等公司早已與國際 AM 板金售服件製造與銷售廠,部分並有合作關係,對於相關生產製造數位化 工程技術提升均有極高共識。且成員廠家多為業界龍頭,對其他產業具示範 性,有利於擴大研發聯盟組成效應。

(四) 預期效益

1. 建立 AM 業者模具數位化工程技術能力,縮短模具各階段開模時程,將可由目 前之毎套板金模具開發時間8 個月減至 4 個月,降低成本。

2. 產品曲面品級由 B 級提升到 A 級,提高品級之 OEM 水準。

3. 使國外維修市場佔有率由 15%擴大到 20%以上,即 AM 板金產值增加約 70 億元(由 200 億元增加至 270 億元)