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台灣掌握機器人零組件系統核心
形塑完整生態系

【作者: 陳念舜】   2015年08月07日 星期五

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從經濟部統計處陸續公佈今(2015)年上半年來台灣出口數據下滑,「紅色供應鏈」幾已被視為這波衝擊資通訊產業的主因之一,惟該現象亦基於傳統歐美日大國為鼓動全球化所推行之「雁行理論」。即過去亞洲地區在全球產品生命週期中的角色分工,係以日本為亞洲資通訊產品帶頭創新的大哥,再由亞洲四小龍居中接棒改良產品製程,後段東南亞各國則將成熟產品標準化的「雁群」規劃垂直分工體系,生產技術隨雁群逐漸後傳,也代表國家在價值鏈中角色的位置。


但自從中國大陸十二五計畫(2011~2015)開始推動「穩增長,調結構」等政策以來,受惠地域廣大,加上境內不同區域間的經濟環境歧異極大,造成當地市場本身就是一個「雁群」,可從上到下涵括品牌產品、代工製造、關鍵零組件等群聚,進而嘗試自成系統;小米手機帶動的成功商業模式,更顯示新世代科技競爭已從硬體,跨越至雲端、物聯網等內容領域。待進入下一階段「中國製造2025」時,台灣製造業若還不及轉身起行,首當其衝的將是更上游的關鍵零組件聚落,恐遭各個擊破。



圖1 : 智慧機器人產業不僅因為可用於促進產業升級,吸引日、韓、大陸亞洲3強摩拳擦掌,分食各國消費市場大餅,且與台灣既有精密機械、資通訊等利基型產業更具有密切關聯性。(Source:IEK)
圖1 : 智慧機器人產業不僅因為可用於促進產業升級,吸引日、韓、大陸亞洲3強摩拳擦掌,分食各國消費市場大餅,且與台灣既有精密機械、資通訊等利基型產業更具有密切關聯性。(Source:IEK)

掌握機器人系統核心 打造台灣次世代生態系

尤以智慧機器人產業不僅因為可用於促進其他3k→3C→3品(食品、藥品、化妝品)等產業升級,吸引日、韓、大陸亞洲3強摩拳擦掌,分食各國消費市場大餅,且與台灣既有精密機械、資通訊等利基型產業更具有密切關聯性。


目前行政院緊鑼密鼓推動之「生產力4.0」策略,便期望輔導業者將自動化設備結合智慧機器人、物聯網、雲端與巨量資料等,提升整體產業價值鏈,掌握客戶需求,使過去的少樣多量延伸到大量客製化生產發展;鼓勵與協助企業發展關鍵零組件,達到技術差異化;為特定產業強化軟硬體系統整合,形成完整生態系(ECO System),讓台灣中小企業經聯盟加速產業轉型;進而對東南亞等新興市場輸出整體解決方案,達到產品適地化。


根據工研院產經中心(IEK)分析,有別於其他亞洲3大機器人強國中的日本,能利用既有先進機器人技術,生產高價值產品;南韓採財團式培育產業、整合應用領域,並輔以經貿策略強攻新興市場;大陸挾政策鼓勵,吸引國內外資金,以價格與規模優勢行銷全球,同時積極提升自有技術。台灣機器人產業則持續透過多年來精密機械聚落建構的完整供應鏈發展,也分別為上、下游半導體、電子代工產業累積豐厚的成長動力;直到近年來更有關鍵零組件廠商紛紛透過併購、策略聯盟、上櫃上市等模式,吸引國內外大量資金湧入,將有助於企業下一步升級轉型、拓線增產,提升國際競爭力。



圖2 : 台灣機器人產業則持續透過多年來精密機械聚落建構的完整供應鏈發展,也分別為上、下游半導體、電子代工產業累積豐厚的成長動力。(Source:經濟部工業局)
圖2 : 台灣機器人產業則持續透過多年來精密機械聚落建構的完整供應鏈發展,也分別為上、下游半導體、電子代工產業累積豐厚的成長動力。(Source:經濟部工業局)

「然而,缺乏市場縱深、產業規模仍是台灣發展智慧機器人固有的先天劣勢,既無力也未必要全然跟隨歐、日系大廠,每年推陳出新一具具堅固華美的機器人本體。」IEK機械與製造系統研究部研究員黃仲宏指出,資源相對薄弱的台灣企業,明顯不適合單打獨鬥。反之,透過產業結盟互惠或吸引國內外資金投入,協助發展高知識含量、高附加價值的技術服務切入市場,或許才是應優先的選項。


整合工控零組件資源 結盟對外打群架

由於看好技術上與機器人製造接軌程度高、機器人市場將為台灣廣大的工業電腦(IPC)族群帶來新藍海,2013年來已吸引研華、威強電等大廠爭相透過結盟或併購方式,投入多軸控制器應用發展,深耕產線自動化產品。台灣IPC廠商在該領域具有的優勢,包括:具有超越大陸、南韓廠商的競爭力;進可藉發展物聯網(IOT)、EtherCAT通訊功能之感測器同時,滲透工業機器人產業鏈,退也能加強工控本業應用實力。未來台灣工業機器人可發展模式,應集中以其為核心的自動化系統切入,進一步擴展機器人產品線及應用領域,促進上下游產業聚落成型;最終才能緊扣客製化需求,與歐、日系大廠抗衡。


黃仲宏認為,IPC廠商借力智慧機器人,擴大藍海市場的策略,將在2015~2016年間持續發酵。至於機器人關鍵零組件廠商,亦應藉此深化通路佈建與系統整合能力,吸引國內外資金投入,如目前被美國ROBO-STOX基金點名的台灣6家進入成份股的廠商:亞德客、台達電、研華、凌華、上銀、東元皆名列其中。


近兩年台灣智慧機器人產業最市場熱議的消息,莫過於上游相關傳動元件/系統大廠上銀科技、控制器廠寶元科技分別宣告與工業電腦(IPC)大廠研華科技橫向結盟或併購,卻都希望藉此,同時加強對機器人終端應用與消費市場的服務能量。


上銀科技繼2014年7月結盟研華後,Q3續與台灣電路板(PCB)設備製造商迅得機械合作,藉後者系統整合上銀在6軸機器人之伺服驅動技術及機構設計、開發、製造能量,加上研華寶元的多軸同步控制技術,聯手推出全球首部PCB產業專用6軸機器人。



圖3 : 上銀科技今年宣佈與富堡工業、新漢宣布結盟,聯手發展MIT的民生用紙業機器人智動化,透過3方打造系統整合技術團隊,帶動產業升級轉型。(攝影:陳念舜)
圖3 : 上銀科技今年宣佈與富堡工業、新漢宣布結盟,聯手發展MIT的民生用紙業機器人智動化,透過3方打造系統整合技術團隊,帶動產業升級轉型。(攝影:陳念舜)

今年更宣佈與富堡工業、新漢宣布結盟,聯手發展MIT(台灣製造)的民生用紙業機器人智動化,透過3方打造系統整合技術團隊,以機器人整合濕紙巾、面膜、衛生棉、紙尿布、衛生紙等自動化生產設備,帶動產業升級與轉型。


據了解,富堡將開放製程相關知識與應用需求做為開發藍圖,再由上銀提供機器人、原型機構設計和大銀微系統伺服驅動器;新漢則提供工業4.0智動化產品與設備整合方案;再交予富堡推動全球銷售與售後服務,將濕紙巾貼蓋機導入台灣、大陸、泰國及印度等地合作廠商,生產全球民生用紙。預計今年底前首款「濕紙巾自動貼蓋機」上市後至少銷售40台,2016年可達成200~300台目標,未來還會導入面膜包裝檢測機等自動化設備,初估市場規模達數百億元。


台達電在今年初也宣佈推出自有品牌SCARA工業機器人,採4軸水平關節設計,搭配自行研發的馬達、驅動、視覺感測系統,零組件國產化比例達9成以上;且有系統整合的優勢,未來還能外加1~2軸應用,明、後年將陸續推出垂直關節型和併聯型(Delta)機器人,並廣邀台灣電子ODM組裝廠參加經銷商大會,向「工業4.0」目標邁進。


估計在工業機器人上市後,將鎖定於「輕工業」為主的工廠端應用,不會進入「重工業」。除了集團內變壓器繞線、RJ45連接器、產品光學檢測(AOI)、插件、點膠等製程,已陸續導入機器人作業。初期鎖定具有大量電子組裝業的大中華區,看好要讓台達電從電機產品製造大廠轉型成為機器人大廠,大陸市場會是重要指標,預計今年出貨1,000台,明年翻倍成長。


專注零組件拓線增產 力求一站購足機器人

另有其他台灣機器人關鍵零組件廠可因此募得更多資金,為產品拓線增產,從平價優質轉向高階高價值領域成長,提供所有願投入生產機器人本體的國內外廠商「一站購足」的機會。如全球傳動科技繼上銀、直得後登錄興櫃,旋即宣佈將斥資30億購地及設備,拓建樹林新廠,將主要用來生產滾珠螺桿/花鍵、線性滑軌及直線運動平台、單軸機器人等關鍵零組件,逐步擴充產能至滿載時,2020年樹林及鶯歌兩地工廠年產值,可望達55億元。



圖4 : 因應未來生產力4.0時代對跨領域人才需求,經濟部工業局也自2008年起連續7年辦理「智慧機器人創意競賽」,今年贊助廠商更倍增為14家廠商。(Source:經濟部工業局)
圖4 : 因應未來生產力4.0時代對跨領域人才需求,經濟部工業局也自2008年起連續7年辦理「智慧機器人創意競賽」,今年贊助廠商更倍增為14家廠商。(Source:經濟部工業局)

尤以該公司獨有研發量產能力之旋轉系列滾珠螺桿/花鍵,將能協助客戶有效節省機台安裝空間及重量,適用於SCARA、水平多關節機器人、自動裝載機等;單軸機器人模組,則可與廠內既有X-Y type機種互補配置,不會彼此衝突。統計去年Q4~ 2015年Q2在手訂單約15億元以上,來自大陸經銷商占比達60%、歐美及東南亞訂單約40%,未來也看好「中國製造2025」計畫執行後帶來的良性影響。


全球傳動科技總經理李進勝表示:「由於該公司強調不會加入生產機器人本體與客戶競爭,還能降低客戶疑慮,更願意在產品開發初期分享設計資訊。」未來期許成為所有工業機器人傳動元件的關鍵供應商,讓製造端只須在此一站購足所需零組件,再經由各地區通路配合的IPC、系統整合(SI)廠商,提供符合其速度、空間要求的系統整合服務與軟體。


於今年陸續推出多款新產品,包括高精度「微小型線性滑軌系列」、環保節能之「自潤式線性滑軌」與適用於高速及環境惡劣環境,強化防塵設計的「滾珠螺桿系列」傳動元件。尤其是該公司為台灣獨有「滾珠螺桿/花鍵旋轉系列零組件」研發量產能力之專業製造廠,可讓客戶有效節省機台安裝空間及重量,在寸土寸金的有限廠房空間內,有效提升設備應用之空間效率,適用於水平多關節機械手臂、產業用機器人、自動裝載機等。


在今年北京機床展還發表SCARA機型專用的旋轉系列滾珠螺桿/花鍵,可用單軸完成3種運動,相對節省空間;採一體成型的單軸機器人模組,則可與客戶鋁擠型X-Y type機種互補搭配,不會彼此衝突。在登錄興櫃募得更多資金後,還將用來開發Harmonic(調諧式減速齒輪)、RV、線性馬達等新品,與歐日系大廠競爭。


扎根人才培育工程 工業局攜手14家機器人廠商

因應未來生產力4.0時代對跨領域人才需求,經濟部工業局也自2008年起連續7年辦理「智慧機器人創意競賽」,今年贊助廠商更倍增為14家廠商,包括︰台達電子、大銀微系統、研華寶元數控、利茗機械、全球傳動科技、兆和豐科技、新代科技、廣明光電、騰升科技、上研機電、三和技研、勤?機械、世協電機、新漢等共同贊助總價值超過500萬元獎金和自家產品,提供年輕學子應用於參賽作品上。


並將競賽分為「國產工業機器人組(使用國產關鍵組件)」與「工業機器人智慧應用創意組(鏈結產業應用需求)」等兩組,參賽機器人除了使用國產關鍵零組件外,更以國際機器人產品測試規範規劃SCARA機器人之定位精度、重現精度、往復運作時間及實際取放等做為競賽項目,導引學界研究成果具備產業價值,藉以帶動產業發展。


連續兩年贊助商研華寶元數控總經理郭倫毓表示,雖然感佩師生投入機器人研發的熱情,但台灣智慧機器人產業發展仍有隱憂。尤其是面臨全球化的艱鉅挑戰,至今所有最新創意、技術、商業模式都來自於矽谷;大陸也在電子商務、互聯網+等創新科技應用領域的執行力上,孕育出世界級公司,可望成為另一強權。反觀台灣,過去雖有資通訊、工具機等令人稱羨產品,受惠於規格統一、開放後,找出性價比的甜蜜點,打破以往只有少數公司建構的封閉體系;進而形成聚落分工體系,奠定台灣製造業基礎,至今卻還看不出下一步成長關鍵?


所幸在工業局指引下,約從4~5年前開始大力佈局;直到這兩年來因應工業4.0趨勢推出的生產力4.0計畫,也在台灣既有的兩大產業基礎上,融入很多智慧製造元素,今年也難得出現14家零組件廠商大規模集結的現象。建議工業局未來可複製過去產生甜蜜點的成功模式,擴大零組件軟硬體的標準化。


郭倫毓進一步指出,工業4.0或智慧製造的最底層架構,就是廠內各核心元件、伺服馬達、感測器、滾珠螺桿,第二層則屬機器人本體、工具機、上下料機台等自動化硬體設備,再到第三層建構雲端互聯的基礎後,才向上長出很多智慧化應用。若能在第二層加入目前已在大陸廣為流行的EtherCAT通訊協定等標準化機制後,將創造更多零組件商機,利用群聚力量打破國外品牌大廠壟斷市場的現況。期待能藉類似活動不斷累積更多贊助廠商及研發能量,成為在生產力4.0時代爆發生長的種子。


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