智能化引领台湾机械产业转型
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所谓智能机械，是指机械产业与信息、通讯和技术（ICT）产业结合发展的产业形态，它不是也不等于自动化机械，而是将自动化变成智能化，并以智能机械为基础，将两台以上智能机械联网，再由许多条智能自动化生产线构成机械智能工厂。在全球制造业发展的新浪潮中，台湾机械产业寻求结构转型，以结合ICT发展智能机械为突破点，带动产业整体技术与服务升级，长远目标是将台湾打造成为“智能机械制造王国”。
1 台湾机械产业发展现状
1.1 产值完成情况及机械设备进出口态势
2016年，台湾机械产业总产值达到9900亿元（新台币，下同），较上年增长3%，近7年台湾机械产值参见图1。
2016年，台湾机械产业进口值达265亿美元，同比增长超过15%，比当年出口值211亿美元多64亿美元，代表岛内机械产业呈投资增加的态势。近7年台湾机械产业出口值参见图2。
1.2 打磨10年的“精密机械科技园区”已成为精密机械的重要聚集地
经过10年时间的打磨，由台中市政府与台湾土地开发公司合作创建的“台中市精密机械科技创新园区”已摘下全球单位面积产值第一、密度最高精密机械聚集地的“双冠王”。该园区于2005年规划一期园区土地125公顷；2010年规划二期园区土地37公顷，提供机械业者规划技术先进及软件设施完善的机械产业投资园地。上述两处产业专用区，均以配合工业区厂商营运使用为主，同时提供批发零售业、住宿餐饮业、金融保险、文化、运动休闲服务业等支援服务体系，塑造公共设施完善、全方位知识型的复合园区。园区在复合式土地使用方面：生产事业用地占53%，住宅区用地占5%，产业专用区占2%，公共设施用地占40%，公园绿地比率达16%。该园^是由国际知名株式会社日建规划设计，首创结合生活、生产、生态的“三生一体国际级优质园区”，合计137家厂商进驻设厂，不仅带动长达60公里的台湾“中部科技廊带”，同时成为全球重要精密机械聚集地。据统计，台中工业区及台中精密机械园区已创造5000亿元产值、6.1万个就业机会，分别占大台中精密机械总产值逾1/2、就业总人数逾1/5。
“精密机械科技创新园区”一、二期进驻厂商产业比重参见图3。
2 台湾机械产业的特性
2.1 集群撑起的产业价值链
数以千计的各类机械零部件厂、加工厂、组装厂，构成了一个个复杂而完整的机械工业产业体系，这种细密周到的群聚效应，是台湾地区机械产业相当鲜明的特性。如沿着台湾中部大肚山台地，在长约60公里、宽约14公里的乡间，分布着1000多家精密机械制造企业和上万家的下游供货商，可谓是台湾地区精密机械黄金谷地，就业人口超过30多万，是全球单位面积产值第一、密度最高的精密机械聚集地。这种产业结构模式摈弃了机械行业传统的“大而全”或“小而全”的组织方式，将封闭的产业组织转化为开放的协作体系，各精专攻，提升了产品的技术附加值，形成了产业链各环节的小巨人企业。
2.2 软件加值让机械及工具机业者如虎添翼
工具机产业是台湾当局在“2020产业发展策略”全面推进“三业四化”（制造业服务化、服务业科技化与国际化、传统产业特色化）中“制造业服务化”亮点产业之一。台湾目前为全球工具机第四大出口地，是岛内制造业重要的出口动力之一，产值约占全球6%，排名靠前的有中国大陆、德国、日本、意大利等。近7年台湾工具机产值及进出口情况参见下表1。2017年1月工具机出口值达2.43亿美元，增长12.9%。
在台湾中卫发展中心的辅导下，台湾地区许多工具机厂商协力组成了M-Team联盟，透过业界的互相观摩学习与紧密合作沟通，致力推动精准化生产与管理，以提升台湾工具机整体产品质量，未来更向深度定制化产品方向发展，为台湾工具机产业寻找最具备获利潜力的商机。目前，台湾工具机产业创建创新研发及智能化的服务中心，一方面以制造业服务化观念为客户提出解决方案，更好地突出高性价比的优势；另一方面通过软件开发，再提供软、硬件及解决方案给客户，还可将KNOW-HOU及软件再复制销售，创造更符合趋势的新商业模式。
2.3 智能机械效益开始发酵
在台湾机械工业工会推动下，2015年为智能机械制造元年，开始宣传智能机械助力台湾机械产业转型发展的重要性；2016年为智能机械行动年，诸如推动4G智能宽频应用，举办亚太通讯科技联盟大赛，营造机械产业发展良好环境；协助龙头企业美光在台扩大投资；推动台湾螺丝螺帽转型升级；分两波创建12家智能机械示范厂等等。
2.4 机械产业切入航太产业供应链优势
2016年台湾机械产业工会与航太产业工会结盟，有助于台湾机械及零组件业者打进航太产业供应链，拓展机械产业未来之路。
3.1 台湾当局产业政策的助力
智能机械产业是台湾地区五大创新产业之一，台湾“经济部”规划“智能机械产业推动方案”，整合岛内丰沛的新创能量，建立符合市场需求之技术应用与服务层级，以创造台湾机械产业下一波成长新动能。根据台湾“工业局”公布的2017年施政的七大重点之一，即持续推动智能机械产业发展。具体措施包括：一是将中高阶控制器出口占比提高至12%；二是在台中设置“智能机械推动办公室”，其宗旨是凝聚产官学研共识，构建符合市场需求的技术应用与服务能量，以创造台湾智能机械增长新动能；三是规划在德国举办第二届智能机械产业“台德论坛”。
3.2 产业发展迎来三利多
一是投资带动。2016年产业投资增加的效应将显现，目前机械业者多因岛内景气好转、智能自动化需求旺盛而受惠，上半年生产线都需要赶工。预计台湾岛内智能机械每年将增长5-10%。
二是国际工具机展助阵。3月7-12日，由台湾外贸协会与机械工业工会主办的2017年“台北国际工具机展（TIMTOS）”在台北举办，主要亮点：一是展览主题为“工业4.0+、智能生产”；二是各国知名工具机大厂参展比率近30%，新增“TIMTOS高峰论坛”；三是为全球工具机业者展示最新机械之平台。根据台湾机械工业工会预测，此次TIMTOS估计可为台湾机械业者创造15亿美元商机；还有6月北京国际工具机展与9月在德国汉诺威举行的欧洲工具机展等助阵，都会为台湾机械业者带来大订单。
三是2017年为智能机械整合年。基于持续与深厚的能力积累以及亮丽的国际名片，台湾机械工业工会确定2017年为智能机械整合年，将整合业者需求的共同点，向有关当局提出扶持与协助的目的和意义，通过相互观摩与同业经验总结，引导业者推进发展智能机械，并寻找新商业模式。
4 发展前瞻分析
4.1 实践经验总结
第一，政府产业政策的扶持与资金支持。回顾台湾机械产业的奠基与发展，当局的规划策略与产业扶持政策，研究机构引领技术研发与创新是成功的经验所在。20世纪60年代，台湾当局就将机械产业列为产业政策扶持的重点，奠定传统单元机械设备与机械零组件的蓬勃发展。20世纪80年代，机械产业入列当局推动的策略性工业，逐步建立起具专业配套能力、高度社会化分工的机械产品生产与零组件供应体系。进入21世纪，台湾精密机械产业迅速发展，成为位居台湾机械产业中产值第二的次产业。2014年台湾当局工业经济主管部门实施“精密机械工业发展推动计划”，选定精密工具机为重点领域，以产业全方位价值链服务为主，协助厂商技术研发、产品开发、投资生产及市场营销。“缺乏内需市场支撑的台湾机械产业，必须不断发展、创新，在提供客户优良产品的同时，全力以服务来加分，更好地突出高性价比的优势，才能保持其持续生存”，正是这种强烈的忧患意识，让台湾产官学研各方合力创造开发环境，使机械产业在几乎没有先天优势的情况下成就一番作为，成为独一无二的例外存在。
第二，产官学研合力创造开发环境。首先，工研院发挥研发与旗舰功效。早在20多年前，工研院就投身控制器研发，从最早的控制核心、控制卡到发展高阶的车铣复合控制器等。工研院所开发的控制器，整合了资源最丰富的Windows XP系统，让厂商可各自构建其人机操作界面；同时，工研院致力推动工具机智能化软体开发平台（VMX），整合大多数商用厂商之控制器、感测器的通讯格式，提供智能C械软件开发者一个共同、简化的开发环境，让软件开发者在撰写应用程序时，可直接使用VMX主程序中的功能模组，不仅降低智能机械软件的开发门槛，也减少软件的维护成本。2015年初成立智能机械科技中心（原名为工具机中心）以来，工研院更加速脚步，积极突破工具机关键技术长期被国际大厂垄断、成本过高等困境，成功开发出台湾制造的五轴控制器。工研院已在该平台成功开发多种工具机智能化软件，包括荣获2016年全球百大科技研发奖的制程优化软件（SpeedPro）、防碰撞系统、颤振抑制、主轴振动监控、稼动率监控等。除了开发工具机关键零组件与软件，工研院更站稳产业顾问角色，提业咨询，凡是航太、汽车、模具、生医、制造业、半导体业甚至能源，都能导入应用。其次，台湾地区机床工具厂商协力组成的M-Team联盟。参与者通过互相观摩与学习，致力推动精准化生产与管理，以全面提升台湾机床工具产品质量。近年来，M-Team成员的员工效率化、流线化与标准化的规范逐趋娴熟，由于精准化管理心法和手法的落实应用，快速换模换线、小批量生产与平准化生产的手法也能整合应用，已展现初步成果。除了减少浪费和降低库存外，中心厂示范线的制程时间更是大为缩短，可以从23天降为32小时。
第三，逐级打造台湾智能机械制造优势。台湾机械工业工会明确产业转型与构建未来发展方向的思路，着力于提升机械技术层级，从点到线再到面不断实践，打磨智能机械制造。2017年的智能机械整合年，将致力于创造机械产业的新商业模式。譬如远东机械铝轮圈制动化生产线、台中精机V4.0智能化自动加工生产线，都是从点到线再到面打磨出来的智能工厂。
4.2 发展的新契机
第一，高性价比的竞争利器。台湾工具机与机械零部件产业分工体系完整且依附度高，正是这种快速反应和质量能力保证的建立，不仅增加了获利，也塑造地区机床产业的整体形象，这是台湾地区精密机械产业目前得以立足生存的一项重要利器，也成为国际同行寻找合作对象的首选。目前，台湾机械产业实施“为全球消费市场和各行业客户提供客制化服务”的营销策略，希望通过智能生产线的硬件元素，数据处理、智能控制的软件元素，孕育出涵盖周期的智能价值链、灵活的个性化生产新标准，创造出高性价比的竞争优势，走出一条不一样的未来路。
第二，转动航太发展轴心为智能机械产业开创商机。根据台湾“经济部航空产业发展推动小组”统计，以维修市场为大宗的台湾航太产业，总产值逐年增长。2015年台湾航太产业总产值达到新台币915亿元，较2014年增长5.1%；2016年突破千亿关卡。如今，新当局将发展智能机械作为产业转型的重要政策，结合工业4.0致力推行航太级工具机关键零组件纯台湾制造，除了展示工研院在智能机械产业软硬整合之技术能量，更有携手带领台湾工具机厂商迈向高值航太级加工市场的意涵。但由于航太零组件要求严格，必须符合轻量化、安全、可靠等严苛要求，生产效率还要够快，才有能力跟国际航太零组件加工厂商抢单，更关键的考验是必须能“自主制造航太级五轴工具机”。
第三，启动“智能化系统验证与示范场域”。台湾工研院智能科技中心确定在台中精密机械科技创新园区内设置“智能化系统验证与示范场域”，计划用两年时间完成设备采购及软件系统开发工作，目标是打造全球仅次于德国的最强示范区。此举有助于在岛内培养出专业的产业智机化系统设计服务公司，提供包括航太、汽机车、自行车等相关产业进行制造优化服务，以及提制控制器、系统整合等机械厂商与大专院校发展创新数据价值分析服务，促进智能制造相关的供应链得以整体发展。
第四，台湾机械产业转型面临的主要难点。首先，两岸经济合作协议（ECFA）早收清单落日的影响。由于台湾海岛市场的局限，拓展外销是台湾推动智能机械发展不可忽视的重要引擎。在2010年两岸所签订的 “ECFA早收清单降税协议”中，有关工具机品项方面，明定2014年开始，磨床、冲床与钻床等工具数控系统必须符合“在两岸生产，且区域产值（RVC）必须超过50%”的“产品特定原产地规则”，否则无法再享受关税优惠，即面临9.7%的成本提升；2016年开始，原产地规则亦纳入CNC车床品项。已对台湾机械厂商构成不小的竞争压力。从表1所反映的台湾工具机外销罕见出现2015年与2016年连续两年负增长，与此不无关系。因此，台湾机械产业在拓展两岸市场上将陷入竞争困境。简而言之，如何搞好两岸关系成为台湾智能产业发展非常重要的必要条件。ECFA的后续协商，如已经签署但尚未生效的“两岸服务贸易协议”，以及尚待继续协商的“两岸货物贸易协议”和争端解决机制，均属当务之急，否则将成为智能机械提升竞争力的严重障碍。其次，专业人才不足的制约。发展智能机械产业，除了需要具智能机械背景的专家型人才，还亟需整合机械、电机以及资讯等跨领域的专业人才，还有虚拟量测的专才。台湾智能机械产业发展目前面临的最大困难之一是人才短缺，专业劳动力不足成为亟待跨越的障碍。不可否认，搞好两岸关系，促进两岸人力资源的交流合作是解决问题的重要途径，甚至是捷径。