【探索30-1】製鞋工藝與發展

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第30期「探索」系列講座「民生產業科技路」第一講邀請到寶成國際集團整合應用部徐堂傑協理,為我們介紹大家足下所踩的那雙鞋的故事。一雙鞋的誕生是由許多的部件、步驟,與許多人的努力心血才打造而成,因此傳統製鞋業是一個高勞力密集的產業型態。然而,隨著自動化製程的導入,這樣的印象將逐漸被顛覆。透過科技的協助,不僅可以使產品品質更一致,與客戶溝通也能更順暢與迅速,甚至在鞋廠建置的規劃都能更精確。此外,智能生產也能應幫助記錄下完整的碳足跡,以因應各國政府與企業對於永續的需求與責任。

講者|寶成國際集團整合應用部 徐堂傑 協理

審定|寶成國際集團

彙整、撰稿|李宜靜

人類的第一雙鞋出現在4.2萬年前。鞋子對於現代人的生活方式來說,就跟車子的輪胎一樣,需要長時間接觸地面。因此徐堂傑強調,為了創造健康生活,鞋子是健康之本,不穿鞋子是會致命的。

 

一雙鞋的誕生:2D轉3D的製鞋過程
來源:臺大科學教育發展中心

寶成一年生產3億雙的鞋子,要製造出一款鞋子,鞋廠會先與品牌商進行市調、設計、銷售的討論,通常需要6~12個月,中間會來回與客戶討論樣式、製鞋材料等細節,常見的材料包含皮革、紡織品、橡膠、EVA。量產則需要60天,生產過程至少需要上百個加工步驟才能組裝完成,而一雙鞋子一般需要50~60個物件來組成。他說,製作鞋子是從2D轉3D的過程,最困難的就是要克服重力,「楦頭」是生產過程中很重要的工具,它的功能是將鞋面撐起來,以便進行貼合和畫線。

製鞋會有五大流程,從裁斷、準備加工、針車、底加工、成型。從傳統高勞力密集的產業型態到自動化,流程不變,但導入新的方法,卻可以省下很多成本。裁斷傳統上是以人力踩機械來進行,徐堂傑說,以前鞋廠工人一踩,工廠的地板就會有很巨大的震動聲,現在則改轉用震動刀與雷切機,讓面積使用率提升到最大。準備加工的步驟,主要是進行鞋面的加工,像是電繡、網版印刷、削皮、高週波、鉚五金配件都是準備加工期重要的步驟。針車則是將裁斷後的裁片進行縫合,以前需要用人力踩,轉速相對慢,現在電腦針車已經可以達到一千到兩千多轉。底加工主要是鞋底、中底、大底接合,並與鞋面貼合。最後成型還需要包含拉幫、畫線、擦膠、貼底、壓底、清潔、包裝。

 

自動化流程,已經成為不可逆的趨勢
來源:臺大科學教育發展中心

自動化流程導入,目的是降低對人工的依賴,並且能夠達到品質一致性。機具自動化、3D列印中底、數位化管理、數位樣本,這些都是製鞋產業自動化時重要的環節。他舉例,數位樣本對客戶來說尤其重要,本來在與客戶討論期間,因為需要來回製作樣品,而花費非常久的時間,如果進行電腦模擬,則可以降低製程耗費的時間。此外,建置工廠時也可以直接進行生產線的規劃,以前要建置鞋廠都只能靠老師傅的口耳相傳,而現在則可以直接用電腦模擬未來的情況,使規劃能更加精確。

徐堂傑認為不管是傳統或現代產業都應該要跟上工業自動化的腳步。他以數據說明,2023年工業自動化的市場規模預估為2318億美元,到了2030年則將高達4128億美元,由此可見,未來這樣的生產模式一定是正成長的趨勢。他也分享幾個國外的經驗,包含2020年法國Salomon、Millet、Babolat共同啟動全自動鞋廠4.0,全自動生產線涵蓋鞋子的切割、成品、包裝,預計2025年可以達到年產量50萬雙運動鞋;Nike也投資了300萬美元於3D列印鞋。工業自動化,已經成為產業需要共同前進的方向。

 

即時掌握生產資訊:智能生產
來源:臺大科學教育發展中心

除了自動化的生產流程以外,還需要達到智能生產,現在工廠更開始採用物聯網、5G的技術。他說,工廠採用5G物聯網的效益包含:第一,可以傳遞即時資訊,反應快速,加速決策;第二,可以透過提升遠端工作生產者效率,例如疫情時就可以使用遠端操作,減少停滯工作的時間;第三,能夠強化機臺連結效能,加速工廠流程自動化;最後,亦能夠達到降低製成不良率及改善生產效能。舉例來說,寶成的製鞋工廠目前有許多機具,是透過感測裝置來控制,連接邊緣設備,同時也會連接到雲端,以進行即時監控及維護。

徐堂傑強調,傳統的製造模式是一個不透明的環境,但未來會是一個開放環境,來增加敏捷性及效率。他以傳統製造業面臨的挑戰來舉例,因為鞋廠以前也算是高汙染產業,需要定期監測汙水,以前需要人力去定期抄寫數字,而現在則是直接用感測器監測。另外,工廠也常遇到需要遠端維修設備的情況,若是在較偏遠工廠的設備,壞掉便需要很久的時間來維修;然而,現在則能透過遠端提供數據,並由專業工程師進行遠端連線教學,減少交貨延期的可能性。

 

傳統產業如何走向永續?

最後一個主題,他提到現在企業端都面臨到ESG的壓力。以國際來說,歐洲已經規範進口商必須揭露碳足跡盤查資料,而臺灣政府也已經規範投資額達到100億以上的上市櫃公司,在2023年前須完成碳足跡的盤查。對於客戶來說,他們也要求產製過程必須降低碳排放、減少廢棄物。因此,未來若無法做到這些要求,則可能接不到訂單。

NIKE的要求包含:2025年100%再生能源、減少50萬噸的溫室氣體排放;Adidas也將朝向塑料回收再使用、整鞋回收、天然材料仿皮料等面向進行規劃。因此以鞋廠管理的角度來說,他認為能源管理系統相當重要,需要監測電壓、電流、能源耗用紀錄、記錄碳足跡,進行視覺化、統計分析、績效分析。最後提問環節也有觀眾提問,現在是否有鞋子的回收機制?然而比較可惜的是,目前臺灣所有的回收運動鞋都是燒掉處理,鞋子回收的流程尚在建置、培養的階段。此外,目前回收的材料無法百分之百進行重複運用,對此還需材料研發技術再精進。最後,他認為成本還是最需要考量的事情,因為這必須考量到消費者願意用多少錢來買;如果一雙百分之百使用回收材料製成的鞋子,它的售價卻比一般鞋子高出幾百塊,那又會有多少消費者願意購買呢?

 


圖左為主持人東海大學通識中心李承宗助理教授;圖右為講師徐堂傑協理|來源:臺大科學教育發展中心

 

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