基地簡介

五軸複合切削高質化人才培育計畫


學校名稱
正修學校財團法人正修科技大學

計畫領域
國防及戰略、民生及戰備、智慧機械、國防產業

夥伴學校
國立成功大學、國立中山大學、國立高雄科技大學、崑山科技大學、南臺 學校財團法人南臺科技大學

合作單位
勞動部勞動力發展署高屏澎東分署/財團法人金屬工業研究發展中心/財團法人精密機械研究發展中心/台灣區工具機暨零組件工業同業公會/台灣智慧自動化與機器人協會/漢翔航空工業股份有限公司/榮陞精密工業股份有限公司/東台精機股份有限公司/上銀科技股份有限公司/漢民科技股份有限公司/長亨精密股份有限公司/國立成功大學王助系統工程研究中心


計畫內容

一、計畫重點摘要

       本計畫聚焦於國防及戰略產業與半導體材料及製程設備之五軸複合切削智慧自動化技術,以培育先進材料複合製程技術與自動化製程能力之學生為目標,同時訓練符合在地產業聚落所需之工具機精密切削技術應用專業技術人員及儲備幹部,養成具先進製造技術與量測專業實作能力之人才。

       無論國防航太、精密機械、半導體材料及製程設備乃至於醫療器材,基於能源效率的考量,產品曲面的設計漸趨複雜,且輕量化、更硬韌和耐高溫的先進材料未來將大量採用,且傳統加工製程已不符合現今高產值、高精度、多元化與低人力需求的生產型態。五軸複合化加工機能夠使單機的可加工範圍與型式發揮至極致,微細精密加工機對於對高值化精密零件的製造在產品精度與成本效益上有很大的幫助。因此五軸工具機、多軸車銑複合加工、超音波輔助切削、選擇性雷射熔融製程、五軸加減法複合製程技術、與微細精密加工技術,不僅可減少製程更換時間與夾治具物力支出,且可提供先進材料加工技術,提高生產效益與降低人力管理成本。

       南部地區是國內最主要的航空發動機產業聚落,並已成為發動機模組及零組件供應基地。另一方面,南部半導體先進製程的「S」廊帶將引領著產業的新未來。透過本計畫之執行,串連區域內學校、法人機構及業界資源,以發動機模組與半導體材料及製程生產製造設備為基礎,建置「五軸複合切削高質化人才培育基地」,銜接各部會人才培育計畫,以及提供大專校院相關培育課程,以發揮實作訓練基地的效益。

二、計畫緣起及動機

  • 航空產業國際趨勢與產業現況

       美國波音公司(Boeing)在2020 年9 月發布的全球航空市場預測(Current Market Outlook 2020)報告指出,未來20年(2020年~2039年)航空客運量(RPK)成長率將達4.0%,波音公司預估全球航空公司未來20年將需要43,110架新機,而受到中國大陸、印度及其他新興經濟體大幅度成長的刺激,亞太地區將占新飛機產值市場的40%以上,新機市場需求量為17,485架。近年來航太大廠為降低生產與採購成本,加上亞太區航運需求持續增長,亞洲逐漸成為歐美大廠主要外包地區,初估就有近2兆美元(約新台幣60兆元)的商機,航太訂單一接都至少4年,甚至長達7-10年,因此訂單能見度與穩定度都相當高。

       另依據航空市場預測機構Forecast International 2020年6月出版的Military Aircraft Forecast資料指出,2020年至2029年間的未來10年中,全球戰鬥機共有3,702架的市場需求量,總產值達2,657億美元,預計每年平均以300~370架次量穩定成長。預估於全球戰鬥機市場2020單年度產量達328架,於2023年時全球戰鬥機單年度產量將達約400架。此外,2020年至2029年的全球戰鬥機市占率預測,其中以洛克希德•馬丁公司(Lockheed Martin)市占最高達48.99%,第二名為聯合航空製造公司(United Aircraft Corporation)占12.91%,隨後三、四名則是中國航空工業集團(AVIC)12.88%、波音公司11.26%。

       國內航空產業在經濟部推動下,已切入機體結構、發動機、內裝、電子等領域之製造與維修,取得波音、空中巴士、奇異、勞斯萊斯、史奈格瑪等國際航太大廠認證的合格供應商,並拿下5年以上的中長期訂單,成為全球最暢銷110-200人座之空中巴士公司A320及波音公司B737飛機使用之中推力CFM56航空發動機葉片之最大供應據點。

  • 臺灣航空產業發展契機

       我國航空產業108年產值約1,340億元,國內約有180家航空產業相關廠商,多數為中小企業。北部地區由於桃園國際機場的地緣關係,已成為航空維修聚落,業務涵蓋航空機體結構、發動機、航電等維修,可連結在地材料及周邊產業建構零組件供應聚落。中部地區為整機及機體結構生產聚落,業務內容涵蓋軍機航空器研發製造、機體零組件加工、製程開發、航空品保等,以及機體總組裝與測試技術。而南部地區則是國內最主要的航空發動機產業聚落,核心能量包括開發發動機及測試組裝技術,並已成為發動機模組及零組件供應基地。

  • 推動南部半導體材料聚落

       臺灣半導體科技獨步全球,佔全球科技供應鏈的關鍵位置,為了在全球市場維持並強化領先競爭力,推動整體產業價值鏈,政府從「設備」「材料」著手,積極推動南臺灣成為半導體材料專區。根據行政院110年5月中旬公布的「加速半導體前瞻科研及人才布局—穩固我國在全球半導體產業鏈的關鍵地位」,其中提到的四大推動重點之一,就是「推動南部半導體材料聚落」。持續壯大串聯竹科、中科、南科西部矽谷帶的半導體產業聚落,結合高雄既有材料與石化產業聚落優勢、循環技術及高值材料生產重鎮規劃,帶動材料與石化產業就業與研發升級,並以楠梓的原高雄煉油廠為半導體材料研發核心,北接路竹、橋頭至南科為新興半導體製造聚落,南接大社、仁武、大寮、林園、小港(大林埔)半導體材料、石化聚落,並結合台積電、日月光、華邦、穩懋等半導體廠,建立南部半導體材料S形廊帶,以掌握關鍵化學品自主、確保材料優化參數不外流,建立在地戰略供應鏈。

  • 臺灣半導體產業發展契機

       5G、IoT、遠端工作等新型態生活刺激半導體產業蓬勃發展,加上美中、日韓貿易衝突影響下,高科技電子製造業者重新思考全球供應鏈與生產鏈布局,藉此契機強化國內半導體產業供應鏈自主性,聚焦潛力關鍵模組(如光罩承載模組、晶圓傳輸模組、電源供應模組等),建置外商在地供應鏈,提高設備國產化機會,維持臺灣半導體產業製程與技術領先優勢。

三、計畫目標

       本計畫具焦於國防及戰略產業與半導體材料及製程設備之五軸複合切削智慧自動化技術,以培育先進材料複合製程技術自動化製程能力之學生為目標,同時訓練符合在地產業聚落所需之工具機切削技術應用專業技術人員及儲備幹部,養成具先進製造技術與量測專業實作能力之人才。

       南台灣已是全球最有價值的科技廊道(包括:半導體、航太、高階機械、智慧5G、創新科技等),且是國內最主要的航太產業聚落之一,核心能量包括開發發動機及測試組裝技術,並已成為國內主要的發動機模組及零組件供應基地。另一方面,從臺南南部科學園區、高雄路竹科學園區、橋頭科學園區、楠梓科技產業園區到仁武產業園區,逐漸形成南部半導體先進製程的「S」廊帶。透過本計畫之執行,串連區域內學校、法人機構及業界資源,建置「五軸複合切削高質化人才培育基地」,透過協同產業共構人才培育模式,並整合中央各部會相關領域之各式產業人才培育計畫與課程資源,以落實銜接產業聚落需求。

       本計畫針對航空用發動機半導體材料及製程設備之先進材料加工技術,應用本校多年累積之加工製造相關軟硬體技術能量,結合不同加工法之優勢,發展先進材料之製程設計和製造技術,並配合國防科技與新世代半導體技術需求,進行各式元件之虛擬製程分析與產線配置,以提升材料利用率並兼顧加工精度與製程效率。基於物聯網(IoT)與資通訊技術(ICT),進行遠端加工資訊監控、以及即時監控分析切削負載,應用大數據分析以預測及優化CNC參數與加工性能,確保精度與產品交期。

四、課程規劃

CNC精密切削技術訓練實務、識圖/製圖與精密量測訓練實務課程如下表:

 
五、計畫願景(技術領先與人才培育)
  1. 與法人機構和在地產業攜手合作,透過先進且完整的製程設備與自動化的訓練,養成具即戰力之師傅級的CNC高手
  2. 協助在地產業聚落,訓練工具機精密切削技術應用專業技術人員及儲備幹部,發揮員工價值,推動企業轉型升級。
  3. 協助智慧機械及設備關鍵零組件的研發,促使產業智慧化與升級
 
六、計畫預期效益
 
       配合政府產業創新政策,聚焦國防及戰略產業及半導體材料與設備產業,透過本計畫之執行,扎根技術與培育人才,並串連區域內學校、法人機構或業界資源,建置完整作業環境,共享課程開發及設備使用,培訓種子教師與技優生,養成智慧製造與精密製造技術優質人力,以孕育我國機械產業升級成長的新動能。計畫預期成效如下
  1. 強化種子教師培訓,承繼業師能力,作為課程開發的基礎。
  2. 增加智慧製造應用技術產學合作機會,除了提升參與教師技術能量,亦可以產學合作經費、專利授權收益、技術移轉等收益,達到永續經營的目標。
  3. 參與產學合作計畫之學生能夠達到學以致用的目標,有效落實「畢業即就業,就業即上手」策略的執行。
  4. 發展學校特色課程,提升辦學特色、學校知名度與招生吸引力。
  5. 根據教育部「技專校院教師進行產業研習或研究實施辦法」,可將種子教師培訓與技職院校教師產業研習研究需求做連結,鼓勵技職校院老師參與培訓。
  6. 透過「五軸複合切削高質化人才培育基地」培育的種子師資、與學生(員)的技術能量與優質人力,可使得國家在發展國防及戰略產業及半導體材料與設備產業,能夠有足以支撐其研發及產線的技術人力支援。


設備共享資訊


聯絡資訊

姓名:李政男

職稱:教授

電話:07-7310555

E-mail:jengnan@gcloud.csu.edu.tw


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