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Wärtsilä 的 Rami Hakala 與 Tero Kujamäki 自專案初期便參與了整個自動化計畫的推動。

智慧自動化實現 Wärtsilä 的訂單導向與永續製造

「我們言出必行。我們的目標是為海事與能源產業實現減碳，同時讓自身的營運達到最永續的水平。我們只依照訂單生產，並讓單件流（single-piece flow）的效率與大量生產相當。在實際操作上，我們的生產具備高設備稼動率、首件即達品質標準，以及為客戶提供短交期的能力。」

這是 Wärtsilä 永續技術中心（STH）物流鏈總監 Juha Päivike 對其生產理念與目標的描述。STH 是 Wärtsilä 於 2021 年在芬蘭瓦薩建立的最新、也是規模最大的生產基地。隨著全球目標要求在 2050 年前將海運排放量減少 75%，以及再生能源在各行業的快速普及，Wärtsilä 的策略正協助客戶充分掌握這場轉型契機。

「全球每三艘大型船舶中，就有一艘採用了 Wärtsilä 的技術。」

「我們的解決方案主要用於船舶動力系統與電廠的調節電力供應。一台引擎的壽命可長達 40 年——要在未來 25 年內達成氣候目標，我們必須現在就採取行動。」Päivike 補充道：「我們在去年交付了首台甲醇引擎，如今已有 25% 的訂單屬於可使用再生燃料的引擎。」

流程再造：柔性自動化助力永續製造

這場重大的業務轉型，也促使 Wärtsilä 重新思考其製造模式，以加快研發速度並簡化流程，為客戶創造最大價值。Wärtsilä 與 Fastems 合作已超過 30 年，STH 的製造設施正是一個展現流程開發、柔性自動化與高整合如何在效率與品質上取得成果的典範。

我們詢問了 Wärtsilä 的資深開發經理 Rami Hakala，STH 的製造流程與以往有何不同：

「我們與 Fastems 合作多年，早已採用柔性製造系統，自動化加工、後製、清洗與測量等流程。但過去這些都是獨立的自動化單元。現在，我們將所有流程整合為一個系統——只需投入原料，就能得到完成的零組件。而且這不只針對少數產品，而是超過 60 種不同的零件。」

兩套高度整合的系統，生產超過 60 種零組件


Wärtsilä 透過 Fastems AGV-FMS 系統 生產重量高達 60,000 公斤 的引擎本體。該系統依據 ERP 訂單進行生產排程，並整合了加工、精整、軸承蓋組裝、清洗與光學量測等工具。

Wärtsilä 的 STH 主要生產引擎與零組件，涵蓋三大用途：新訂單、現役引擎的備品，以及研發用途。位於 60,000 平方公尺的生產廠區內，設置了兩套由 Fastems 提供的柔性製造系統：

  • AGV-FMS： 用於引擎本體製造
  • 多層系統（Multi-Level System, MLS）： 用於製造附屬於引擎本體的零組件

如同所有 Fastems 自動化系統一樣，這兩套系統均由 製造管理軟體（MMS） 控制，專為高混合製造（High-Mix Manufacturing）環境設計，以提升生產效率。

MMS 智慧排程：讓每個零件準時到位

Wärtsilä 製造技術開發經理 Tero Kujamäki 表示：「MMS 會自動從我們的 ERP 系統抓取客戶訂單，並為兩套系統排程，使每個引擎本體與其零件能在組裝時精準到位。我們不需要為庫存而生產，生產能隨需求變化保持彈性。此外，我們也將品質保證流程整合進系統中，以確保所有零件的最高品質與完整可追溯性。」

Hakala 進一步說明：「我們特別自豪的是新的『快速通道（fast lane）』機制，用於處理緊急訂單。我們的生產系統能自動適應任何變化，只要在 ERP 中設定優先順序，MMS 就會即時調整生產排程，確保準時交貨。如果系統預測無法達成目標，它也會提前通知我們，讓我們有時間評估替代方案。」

「現在我們已經把所有流程整合進單一系統，只要投入原料，就能直接取得完成的零件。」

自動化刀具配送與資料管理

Wärtsilä 在 STH 還邁出了另一個自動化的重大步伐：他們導入了 Fastems Gantry Tool Storage（GTS） 系統，自動化刀具配送與資料管理。GTS 可集中儲存超過 750 把切削刀具，並依據生產計劃，自動排程刀具使用時序，將所需刀具即時配送到六台不同的加工中心。

當刀具磨損時，GTS 會自動將其送回刀具室進行再研磨，同時也會將刀具預調機（pre-setter）的刀長補正資訊自動傳送到機台。

「我們的刀具操作員能夠提前掌握哪些刀具需要維修或重磨，確保主軸不間斷運轉。這套系統讓多台機台能共享刀具，而不必為每台加工中心都配置一整套完整刀具組，」
Kujamäki 說道。「我們還能即時監控刀具使用情況，必要時也能額外製作瓶頸刀具以支援產能。」

24/7 無人化製造的實現

Wärtsilä 對客戶提供 24 小時全年無休的服務，其生產運作同樣如此。白班負責準備原料與程式設置，晚班與夜班則僅需少數人進行無人化生產監控。

「我們這裡已經沒有傳統意義上的『機台操作員』了，」Hakala（在 Wärtsilä 工作超過 20 年）表示，「我們提供的是更專業化的職位，讓人員能專注在生產開發，而不是只是維持機器運轉。這也是我們員工留任率維持高水準的原因之一。藉由這支優秀團隊與合作夥伴，我們成功建立了這套系統，現在我們想看看它還能發揮出多少潛力！」

Manufacturing Management Software（MMS） 依據客戶訂單自動排程零件生產，並能提前警示若有生產資源（如原料或 NC 程式）不足的情況。這讓 Wärtsilä 的工程專家能專注於生產開發與優化，而非僅僅維持機台運轉。

柔性製造的完整構成

透過這套柔性製造系統，Wärtsilä 能為引擎生產 超過 60 種連桿與汽缸蓋，加工週期介於 10 分鐘至 8 小時 不等。

Gantry Tool Storage（GTS） 可儲存超過 750 把切削刀具，並規劃它們於五台臥式加工中心及一台大型門型機間的使用時序。系統在刀具即將使用前將其準時配送至對應機台，並於磨耗後自動回收刀具至刀具室進行再研磨。

Auto-Loading Cell（ALD） 可在加工前、中、後自動將工件夾裝至托盤中，進一步提升整體系統的無人化生產能力（lights-out production）。

多層系統（Multi-Level System, MLS）

  • 五台 HELLER 臥式加工中心
  • 天車系統 用於移動托盤
  • 60 個加工托盤 與 124 個料件托盤
  • 刀具配送系統（亦支援 AGV-FMS 大型門型機使用）
  • 機械手臂自動夾裝工件（ALD）
  • 自動清洗、去毛邊與打標
  • 自動量測（CMM）
  • 自動子組裝作業

AGV-FMS 系統

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Robotic Finishing Cell（RFC） 由兩組機械手臂執行引擎本體的去毛邊作業，確保品質一致與高效率完成。
此系統專門用於製造重量高達 60,000 公斤 的大型引擎本體，採用大型 自走式搬運車（AGV） 取代傳統天車作為搬運裝置。系統包括：

  • WaldrichSiegen 門型加工機
  • 一台 AGV 用於移動托盤
  • 三個裝載站，用於將引擎本體固定在加工托盤上
  • 四個托盤儲位
  • 機器人後加工作業
  • 機器人組裝作業
  • 光學量測（非 Fastems 提供）
  • 自動清洗（非 Fastems 提供）
 

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