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台湾掌握机器人零组件系统核心
形塑完整生态系

【作者: 陳念舜】2015年08月07日 星期五

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从经济部统计处陆续公布今(2015)年上半年来台湾出口数据下滑,「红色供应链」几已被视为这波冲击资通讯产业的主因之一,惟该现象亦基于传统欧美日大国为鼓动全球化所推行之「雁行理论」。即过去亚洲地区在全球产品生命周期中的角色分工,系以日本为亚洲资通讯产品带头创新的大哥,再由亚洲四小龙居中接棒改良产品制程,后段东南亚各国则将成熟产品标准化的「雁群」规划垂直分工体系,生产技术随雁群逐渐后传,也代表国家在价值链中角色的位置。


但自从中国大陆十二五计画(2011~2015)开始推动「稳增长,调结构」等政策以来,受惠地域广大,加上境内不同区域间的经济环境歧异极大,造成当地市场本身就是一个「雁群」,可从上到下涵括品牌产品、代工制造、关键零组件等群聚,进而尝试自成系统;小米手机带动的成功商业模式,更显示新世代科技竞争已从硬体,跨越至云端、物联网等内容领域。待进入下一阶段「中国制造2025」时,台湾制造业若还不及转身起行,首当其冲的将是更上游的关键零组件聚落,恐遭各个击破。



图1 : 智慧机器人产业不仅因为可用于促进产业升级,吸引日、韩、大陆亚洲3强摩拳擦掌,分食各国消费市场大饼,且与台湾既有精密机械、资通讯等利基型产业更具有密切关联性。 (So​​urce:IEK)
图1 : 智慧机器人产业不仅因为可用于促进产业升级,吸引日、韩、大陆亚洲3强摩拳擦掌,分食各国消费市场大饼,且与台湾既有精密机械、资通讯等利基型产业更具有密切关联性。 (So​​urce:IEK)

掌握机器人系统核心 打造台湾次世代生态系

尤以智慧机器人产业不仅因为可用于促进其他3k→3C→3品(食品、药品、化妆品)等产业升级,吸引日、韩、大陆亚洲3强摩拳擦掌,分食各国消费市场大饼,且与台湾既有精密机械、资通讯等利基型产业更具有密切关联性。


目前行政院紧锣密鼓推动之「生产力4.0」策略,便期望辅导业者将自动化设备结合智慧机器人、物联网、云端与巨量资料等,提升整体产业价值链,掌握客户需求,使过去的少样多量延伸到大量客制化生产发展;鼓励与协助企业发展关键零组件,达到技术差异化;为特定产业强化软硬体系统整合,形成完整生态系(ECO System),让台湾中小企业经联盟加速产业转型;进而对东南亚等新兴市场输出整体解决方案,达到产品适地化。


根据工研院产经中心(IEK)分析,有别于其他亚洲3大机器人强国中的日本,能利用既有先进机器人技术,生产高价值产品;南韩采财团式培育产业、整合应用领域,并辅以经贸策略强攻新兴市场;大陆挟政策鼓励,吸引国内外资金,以价格与规模优势行销全球,同时积极提升自有技术。台湾机器人产业则持续透过多年来精密机械聚落建构的完整供应链发展,也分别为上、下游半导体、电子代工产业累积丰厚的成长动力;直到近年来更有关键零组件厂商纷纷透过并购、策略联盟、上柜上市等模式,吸引国内外大量资金涌入,将有助于企业下一步升级转型、拓线增产,提升国际竞争力。



图2 : 台湾机器人产业则持续透过多年来精密机械聚落建构的完整供应链发展,也分别为上、下游半导体、电子代工产业累积丰厚的成长动力。 (So​​urce:经济部工业局)
图2 : 台湾机器人产业则持续透过多年来精密机械聚落建构的完整供应链发展,也分别为上、下游半导体、电子代工产业累积丰厚的成长动力。 (So​​urce:经济部工业局)

「然而,缺乏市场纵深、产业规模仍是台湾发展智慧机器人固有的先天劣势,既无力也未必要全然跟随欧、日系大厂,每年推陈出新一具具坚固华美的机器人本体。」IEK机械与制造系统研究部研究员黄仲宏指出,资源相对薄弱的台湾企业,明显不适合单打独斗。反之,透过产业结盟互惠或吸引国内外资金投入,协助发展高知识含量、高附加价值的技术服务切入市场,或许才是应优​​先的选项。


整合工控零组件资源 结盟对外打群架

由于看好技术上与机器人制造接​​轨程度高、机器人市场将为台湾广大的工业电脑(IPC)族群带来新蓝海,2013年来已吸引研华、威强电等大厂争相透过结盟或并购方式,投入多轴控制器应用发展,深耕产线自动化产品。台湾IPC厂商在该领域具有的优势,包括:具有超越大陆、南韩厂商的竞争力;进可借发展物联网(IOT)、EtherCAT通讯功能之感测器同时,渗透工业机器人产业链,退也能加强工控本业应用实力。未来台湾工业机器人可发展模式,应集中以其为核心的自动化系统切入,进一步扩展机器人产品线及应用领域,促进上下游产业聚落成型;最终才能紧扣客制化需求,与欧、日系大厂抗衡。


黄仲宏认为,IPC厂商借力智慧机器人,扩大蓝海市场的策略,将在2015~2016年间持续发酵。至于机器人关键零组件厂商,亦应借此深化通路布建与系统整合能力,吸引国内外资金投入,如目前被美国ROBO-STOX基金点名的台湾6家进入成份股的厂商:亚德客、台达电、研华、凌华、上银、东元皆名列其中。


近两年台湾智慧机器人产业最市场热议的消息,莫过于上游相关传动元件/系统大厂上银科技、控制器厂宝元科技分别宣告与工业电脑(IPC)大厂研华科技横向结盟或并购,却都希望借此,同时加强对机器人终端应用与消费市场的服务能量。


上银科技继2014年7月结盟研华后,Q3续与台湾电路板(PCB)设备制造商迅得机械合作,借后者系统整合上银在6轴机器人之伺服驱动技术及机构设计、开发、制造能量,加上研华宝元的多轴同步控制技术,联手推出全球首部PCB产业专用6轴机器人。



图3 : 上银科技今年宣布与富堡工业、新汉宣布结盟,联手发展MIT的民生用纸业机器人智动化,透过3方打造系统整合技术团队,带动产业升级转型。 (摄影:陈念舜)
图3 : 上银科技今年宣布与富堡工业、新汉宣布结盟,联手发展MIT的民生用纸业机器人智动化,透过3方打造系统整合技术团队,带动产业升级转型。 (摄影:陈念舜)

今年更宣布与富堡工业、新汉宣布结盟,联手发展MIT(台湾制造)的民生用纸业机器人智动化,透过3方打造系统整合技术团队,以机器人整合湿纸巾、面膜、卫生棉、纸尿布、卫生纸等自动化生产设备,带动产业升级与转型。


据了解,富堡将开放制程相关知识与应用需求做为开发蓝图,再由上银提供机器人、原型机构设计和大银微系统伺服驱动器;新汉则提供工业4.0智动化产品与设备整合方案;再交予富堡推动全球销售与售后服务,将湿纸巾贴盖机导入台湾、大陆、泰国及印度等地合作厂商,生产全球民生用纸。预计今年底前首款「湿纸巾自动贴盖机」上市后至少销售40台,2016年可达成200~300台目标,未来还会导入面膜包装检测机等自动化设备,初估市场规模达数百亿元。


台达电在今年初也宣布推出自有品牌SCARA工业机器人,采4轴水平关节设计,搭配自行研发的马达、驱动、视觉感测系统,零组件国产化比例达9成以上;且有系统整合的优势,未来还能外加1~2轴应用,明、后年将陆续推出垂直关节型和并联型(Delta)机器人,并广邀台湾电子ODM组装厂参加经销商大会,向「工业4.0」目标迈进。


估计在工业机器人上市后,将锁定于「轻工业」为主的工厂端应用,不会进入「重工业」。除了集团内变压器绕线、RJ45连接器、产品光学检测(AOI)、插件、点胶等制程,已陆续导入机器人作业。初期锁定具有大量电子组装业的大中华区,看好要让台达电从电机产品制造大厂转型成为机器人大厂,大陆市场会是重要指标,预计今年出货1,000台,明年翻倍成长。


专注零组件拓线增产 力求一站购足机器人

另有其他台湾机器人关键零组件厂可因此募得更多资金,为产品拓线增产,从平价优质转向高阶高价值领域成长,提供所有愿投入生产机器人本体的国内外厂商「一站购足」的机会。如全球传动科技继上银、直得后登录兴柜,旋即宣布将斥资30亿购地及设备,拓建树林新厂,将主要用来生产滚珠螺杆/花键、线性滑轨及直线运动平台、单轴机器人等关键零组件,逐步扩充产能至满载时,2020年树林及莺歌两地工厂年产值,可望达55亿元。



图4 : 因应未来生产力4.0时代对跨领域人才需求,经济部工业局也自2008年起连续7年办理「智慧机器人创意竞赛」,今年赞助厂商更倍增为14家厂商。 (So​​urce:经济部工业局)
图4 : 因应未来生产力4.0时代对跨领域人才需求,经济部工业局也自2008年起连续7年办理「智慧机器人创意竞赛」,今年赞助厂商更倍增为14家厂商。 (So​​urce:经济部工业局)

尤以该公司独有研发量产能力之旋转系列滚珠螺杆/花键,将能协助客户有效节省机台安装空间及重量,适用于SCARA、水平多关节机器人、自动装载机等;单轴机器人模组,则可与厂内既有XY type机种互补配置,不会彼此冲突。统计去年Q4~ 2015年Q2在手订单约15亿元以上,来自大陆经销商占比达60%、欧美及东南亚订单约40%,未来也看好「中国制造2025」计画执行后带来的良性影响。


全球传动科技总经理李进胜表示:「由于该公司强调不会加入生产机器人本体与客户竞争,还能降低客户疑虑,更愿意在产品开发初期分享设计资讯。」未来期许成为所有工业机器人传动元件的关键供应商,让制造端只须在此一站购足所需零组件,再经由各地区通路配合的IPC、系统整合(SI)厂商,提供符合其速度、空间要求的系统整合服务与软体。


于今年陆续推出多款新产品,包括高精度「微小型线性滑​​轨系列」、环保节能之「自润式线性滑轨」与适用于高速及环境恶劣环境,强化防尘设计的「滚珠螺杆系列」传动元件。尤其是该公司为台湾独有「滚珠螺杆/花键旋转系列零组件」研发量产能力之专业制造厂,可让客户有效节省机台安装空间及重量,在寸土寸金的有限厂房空间内,有效提升设备应用之空间效率,适用于水平多关节机械手臂、产业用机器人、自动装载机等。


在今年北京机床展还发表SCARA机型专用的旋转系列滚珠螺杆/花键,可用单轴完成3种运动,相对节省空间;采一体成型的单轴机器人模组,则可与客户铝挤型XY type机种互补搭配,不会彼此冲突。在登录兴柜募得更多资金后,还将用来开发Harmonic(调谐式减速齿轮)、RV、线性马达等新品,与欧日系大厂竞争。


扎根人才培育工程 工业局携手14家机器人厂商

因应未来生产力4.0时代对跨领域人才需求,经济部工业局也自2008年起连续7年办理「智慧机器人创意竞赛」,今年赞助厂商更倍增为14家厂商,包括︰台达电子、大银微系统、研华宝元数控、利茗机械、全球传动科技、兆和丰科技、新代科技、广明光电、腾升科技、上研机电、三和技研、勤?机械、世协电机、新汉等共同赞助总价值超过500万元奖金和自家产品,提供年轻学子应用于参赛作品上。


并将竞赛分为「国产工业机器人组(使用国产关键组件)」与「工业机器人智慧应用创意组(链结产业应用需求)」等两组,参赛机器人除了使用国产关键零组件外,更以国际机器人产品测试规范规划SCARA机器人之定位精度、重现精度、往复运作时间及实际取放等做为竞赛项目,导引学界研究成果具备产业价值,借以带动产业发展。


连续两年赞助商研华宝元数控总经理郭伦毓表示,虽然感佩师生投入机器人研发的热情,但台湾智慧机器人产业发展仍有隐忧。尤其是面临全球化的艰巨挑战,至今所有最新创意、技术、商业模式都来自于矽谷;大陆也在电子商务、互联网+等创新科技应用领域的执行力上,孕育出世界级公司,可望成为另一强权。反观台湾,过去虽有资通讯、工具机等令人称羡产品,受惠于规格统一、开放后,找出性价比的甜蜜点,打破以往只有少数公司建构的封闭体系;进而形成聚落分工体系,奠定台湾制造业基础,至今却还看不出下一步成长关键?


所幸在工业局指引下,约从4~5年前开始大力布局;直到这两年来因应工业4.0趋势推出的生产力4.0计画,也在台湾既有的两大产业基础上,融入很多智慧制造元素,今年也难得出现14家零组件厂商大规模集结的现象。建议工业局未来可复制过去产生甜蜜点的成功模式,扩大零组件软硬体的标准化。


郭伦毓进一步指出,工业4.0或智慧制造的最底层架构,就是厂内各核心元件、伺服马达、感测器、滚珠螺杆,第二层则属机器人本体、工具机、上下料机台等自动化硬体设备,再到第三层建构云端互联的基础后,才向上长出很多智慧化应用。若能在第二层加入目前已在大陆广为流行的EtherCAT通讯协定等标准化机制后,将创造更多零组件商机,利用群聚力量打破国外品牌大厂垄断市场的现况。期待能借类似活动不断累积更多赞助厂商及研发能量,成为在生产力4.0时代爆发生长的种子。


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