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98年01計畫書(送標版-971124).doc

經濟部國際貿易局103年度

專案計畫研究報告

計畫名稱:工具機暨零組件整合行銷計畫

研究報告:研析我國工具機與主要競爭國產業發展現況

執行期間:民國103年3月1日至103年12月10日

本年度: 民國103年3月1日至103年12月10日

主辦單位:

經濟部國際貿易局

執行單位:

財團法人中衛發展中心

分包單位:

工研院產經中心

中 華 民 國 103 年 10月30日

摘 要

本研究針對研析我國工具機與主要競爭國產業發展現況進行調查與分析,研究的內容包含主要競爭國家之工具機產業現況、政策與競爭力調查的分析。而主要競爭國家的調查範疇包括台灣、德國、日本、韓國與中國。

從主要競爭國家工具機產業現況調查之結果可以了解到,在台灣方面,從2013年第一季開始,工具機出口的成長幅度逐漸受到日幣大幅貶值影響,國內業者與日本價差從原先25%至30%縮減為一成多,使得國內搶攻歐美中高階產品的工具機業者首當其衝,再者歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的外需市場衰退,進而產生中國工具機產品庫存量高與產能過剩現象,而這些產品正好部分與我國出口量較大的工具機機種重疊(如綜合加工機等),故此番中國大陸需求趨緩對台灣工具機產業確實衝擊很大。中國則在歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的外需市場衰退,進而產生其國內工具機產品庫存量高與產能過剩現象,因此,中國大陸正積極的進行產業結構調整,除了以進口替代方式扶植當地供應鏈,減少低階與中低階泛用型工具機進口,並且積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,以朝向產業結構優化、生產高附加價值商品的方向前進。

關於日本工具機產業現況方面,中國大陸積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,因此,日本2013年的工具機產值為123.3億美元,相較於2012年下滑32.39%。並且2013年日本各大工具機廠商紛紛對中國大陸採取銷售攻勢,並且日本各工具機廠商利用技術和維修優勢以及價格戰等方式產生與中國大陸企業之差異化,以確保競爭力。至於韓國方面,韓國主要提供的產品為金屬切削車床,並且在2012全球前十五大工具機營收企業排行中,韓系廠商共有兩家,分別為排名第十二的Hyundai WIA,與第十五名的Doosan Infracore。然而在2013年時,在歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的市場衰退的情形下,韓國的工具機產值則僅達到53.1億美元,相較於2012年衰退3.26%。在德國工具機產業方面,分析Gardner Research 的調查數據,德國曾於2009年於金融海嘯發生當時其工具機產值超越日本成為全球第一大工具機生產國,雖然2013年歐洲經濟景氣未見撥雲見日,美國債務問題僅呈現緩慢改善,但在中國大陸積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,再度讓德國在全球經濟景氣低迷的情形下,成為全球第一大工具機生產國,金額達146.8億美元,相較於2012年成長6.24%。德國工具機廠商的主要競爭優勢為具有完整的產品系列以及德國廠商生產全系列的精密製造設備與客戶導向的產品設計。

至於在主要競爭國家工具機產業政策調查發現,台灣的政府科技發展計畫預計於2014年投資3億元新台幣,發展高階工具機控制器,以增加超過500億之工具機產值。至於中國有關工具機相關的重要政策包括工業轉型升級規劃、十二五產業技術創新規劃、高端裝備製造業十二五發展規劃、機床工具行業十二五發展規劃。再者日本政府為使得日本工作機械產業得以持續發展,即積極推動產學合作活動,由政府依據大學等技術移轉促進法,於各大學設置承認TLO(移轉智慧財產之技術的機關),而各大學則是鼓勵產學合作,共同進行研究。而韓國政府提出實施“高級先進技術國家計畫”,將市場需求、設計、車間製造和分銷整合在一起的系統。德國2012年提出「工業4.0」跨部會與跨產業合作的計畫,此計畫推動德國工具機的設計朝向發展智能工具機的方向前進。

此外,在主要競爭國家之工具機競爭力調查發現,歐、亞五國工具機競爭力整體評估的結果顯示,預估德國工具機產業三年的競爭力均明顯優於其他亞洲四國,至於日本工具機產業的競爭力也有明顯上升的趨勢,並位居亞洲四國之首,但與德國相比仍有些微差距。台灣雖受歐、美債與中國大陸市場需求趨緩的影響,競爭力表現有微幅下滑,但仍有上升的潛力,韓國則是受到國家政策的扶植下表現出競爭力,但後續是否上升仍需觀測其產業體質是否可以支撐其競爭力的續航力而定。中國大陸則是積極扮演後進追逐的角色,而且競爭力的威脅已讓其他各國明顯地感受到。

II

目 錄

第壹章 緒 論1

第一節 研究動機與目的1

第二節 研究範圍2

第三節 研究方法3

第四節 研究架構7

第貳章 主要競爭國家工具機產業現況8

第一節 主要國家經濟表現8

第二節 主要國家整體競爭力12

第三節 各主要國家工具機產業現況20

第參章 各主要競爭國家工具機產業政策34

第一節 台灣工具機產業政策34

第二節 中國工具機產業政策35

第三節 日本工具機產業政策38

第四節 韓國工具機產業政策40

第五節 德國工具機產業政策41

第肆章 主要競爭國家間之整體產業競爭力分析43

第一節 工具機整體產業競爭力比較43

第二節 工具機整體產業競爭力落差比較45

第三節 工具機整體產業競爭力比較-五大構面46

第伍章 主要競爭國家間之五大構面指標競爭力比較47

第一節 市場構面47

第二節 技術構面48

第三節 生產要素構面49

第四節 經營構面50

第五節 政策構面51

第陸章 結論與政策建議52

第一節 市場構面52

第二節 技術構面53

第三節 生產構面54

第四節 經營構面55

第五節 政策支援構面56

第六節 政策與建議57

附錄一61

圖目錄

圖1-1產品研究範疇2

圖1-2研究架構7

圖2-1主要經貿國家經濟規模9

圖2-22011~2014年主要經貿國家平均每人GDP之當期價格值9

圖2-32011~2014年主要經貿國家GDP成長率10

圖2-4以購買力平價換算的主要經貿國家平均每人GDP11

圖2-52005年~2012年IMD重點國家競爭力指標排名13

圖2-6WEF經濟體的發展三階段14

圖2-72005年~2012年WEF重點國家競爭力指標排名15

圖2-8WEF網路整備度指標16

圖2-92005年~2012年重點國家NRI排名17

圖2-102005~2010年主要經貿國家製造業附加價值成長率18

圖2-112005~2010年主要經貿國家製造業附加價值占GDP比值19

圖2-122011~2015年台灣工具機市場趨勢分析20

圖2-132011~2015年中國大陸工具機市場銷售值與成長率23

圖2-142011~2015年日本工具機市場銷售值與成長率27

圖2-15日本工具機的發展策略圖30

圖2-162011~2015年韓國工具機市場銷售值與成長率31

圖2-172011~2015年德國工具機市場銷售值與成長率32

圖3-1德國汽車產業的永續製造技術規劃42

圖4-1工具機整體產業競爭力比較44

圖4-2工具機整體產業競爭力落差比較45

圖4-3工具機整體產業競爭力比較46

圖4-4工具機產業市場構面指標競爭力比較47

圖4-5工具機產業技術構面指標競爭力比較48

圖4-6工具機業生產要素構面指標競爭力比較49

圖4-7工具機產業經營構面指標競爭力比較50

圖4-8工具機產業政策支援構面指標競爭力比較51

表目錄

表2-1IMD世界競爭力年報指標架構12

表2-2WEF全球競爭力指標架構13

表2-3WEF 2012年主要經貿國家科技整備度和創新排名15

表2-4中國大陸急欲研發之工具機產品一覽表24

表3-1中國大陸鼓勵進口工具機、量測儀器與機器人產品之規格35

v

第壹章 緒 論

第一節 研究動機與目的

產業競爭力研究議題由來已久,早期多將其設定為等同於國家競爭力,同時,亦將其與國家科技發展程度相提並論。然而,高度科技發展的國家未必具有強大的國家競爭力,例如美國、日本、德國之科技發展居於全球領先,但在WEF及IMD等國際競爭力評比機構上,其競爭力往往未必能勝過北歐小國。

科技發展程度並不意謂著國家競爭力,國家競爭力亦不意謂著產業競爭力,個別國家皆有可能於某一產業具有較強的競爭力,但卻在另一產業上不如其他競爭對手國的發展。換句話說,國家競爭力領先的國家亦不表示其所有產業的競爭力皆能勝過競爭力落後的國家。而不同的評比方式,亦有可能使得相同受評比國家在不同評比系統下之排名出現大幅的差異,因此競爭力排名雖是一個具體指標,但更重要的應是對於競爭力評比系統的設定模式之了解,其所設定構面、指標項目、以及個別權重將會對於最終競爭力成果產生決定性影響。因此本研究於此建立之產業競爭力指標系統,並以工具機產業為觀察對象,針對此產業的主要競爭國家間進行產業競爭力之評比。

藉由建立工具機產業競爭力指標系統,目標改善過去產業以產量或銷售量排名決定產業競爭力的方式,結合既有產業的研究背景知識,建構競爭力五大構面,包含市場、技術、生產要素、經營、政策支援等,輔以25-30個次指標進行台灣重點產業與主要競爭國家,如日本、韓國、中國、美國以及歐洲等重要國家進行競爭力監測與跨國比較;另觀測年度為現況與未來兩年,因此本系統指標是屬於領先指標。長期觀測台灣重點產業與主要競爭國家的競爭力相對變化與消長情況,歸納與收斂該產業在競爭國家間之競爭力強勢與弱勢表現。

第二節 研究範圍

本研究主要分為三部分加以探討,首先關於產業現況面包含:(1)台灣工具機產業現況,(2)德國工具機產業現況,(3)日本工具機產業現況,(4)韓國工具機產業現況與(5)中國工具機產業現況。其次關於產業政策面,內容項目主要以(1)台灣工具機產業政策,(2)德國工具機產業政策,(3)日本工具機產業政策,(4)韓國工具機產業政策與(5)中國工具機產業政策,以及透過五項構面分析台灣與其他競爭國間之競爭力,構面項目包含:(1)市場構面,(2)技術構面,(3)生產要素構面,(4)經營構面與(5)政策構面。

透過上述之研究範疇頗析以了解台灣工具機產業現階段與其他主要工具機生產國之競爭情形,以及台灣所面臨的困難與挑戰,最後根據所研究之結果提出台灣工具機業者經營與發展的建議。

此外,本研究所探討之工具機產品範疇是根據中華民國「經濟部工業產品分類」的分類方式,將工具機區分為切削工具機與成型工具機兩大類,其涵蓋的範圍如圖1-1所示。

(工具機切削工具機成型工具機車床、鑽床、銑床、鋸床、磨床、刨床、搪床、綜合加工機、拉床、插床、砂輪機、螺紋機、雷射加工機、超音波加工機、放電加工機、線切割機、齒輪加工機、其他切削工具機及非傳統加工設備壓床、沖床、剪床、摺床、鍛造機械及其他金屬成型機)

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖1-1 產品研究範疇

第三節 研究方法

一、競爭力指標演算流程

就競爭力指標演算流程而言,依本研究所設定的五大構面,依工具機產業之特性設立指標群組,再由指標群聚中,依其是否具可行性加以篩選,部份具有經濟意義但並不可行的產業指標將會提出說明。透過篩選出來的量化及質性指標項目,其評分依據(criteria)乃是透過標竿對比(Benchmarking)的測度模式,以最佳表現者為10分,得出個別國家在該指標項目之得分,再依各指標之權重及各構面之權重,即可得出各國在該產業之總競爭力及各構面之競爭力。

二、競爭力指標定量與定性分析

依據產業競爭力指標的觀測,各產業競爭力指標進行定量衡量與定性分析。在定量衡量的部分,量化指標均依據各項市場資料、政府統計資料以及各公司財報所揭露的資訊計算而得,並收集當年與計算未來兩年預測數據,爾後再依照量化指標原始資料的高低按照比例進行1~10分之分配,例如「總量」資料,A國為200、B國為300、C國為500、D國為50,評分換算則為A國4分、B國6分、C國10分、D國1分,「比率」資料,A國為2%、B國為3%、C國為5%、D國為20%,評分換算為A國1分、B國1.5分、C國2.5分、D國10分。

在定性分析則廣集國內外產業專家之意見來進行現況2008-2009年與2015年之評分,給予競爭力系統背景、競爭力構面、各項指標項目與來源說明描述供專家參考,以1~10分衡量各國競爭力進行給分,1代表甚弱,強度依得分漸增,10則代表甚強。得出個別國家在該指標項目之得分,再依各指標之權重及各構面之權重與指標進行運算,即可得出各國在該產業之總競爭力及各構面之競爭力。

三、競爭力構面說明

下述詳細說明本研究之五大構面,包含市場、技術、生產要素、經營、政策支援。

(一)市場

市場構面在此乃是指一國在該產業發展的需求面因素及對供給面的掌握,當產業的需求面愈為強勢或供給面之表現愈佳時,愈來帶動該國產業之發展。例如,一國之國內市場規模乃是該國本身支援該產業發展的能量,當國內市場需求愈大,該國愈來引發自身對該產業之在地需求,同時,國內市場成長率愈高、國內市場進入的容易度愈佳,其他國家亦愈有動機進入該國之市場,相對帶動該產業之競爭因而使得該產業得以擁有高度發展。

另亦可從各國該產業之外銷金額評斷其在國外市場之表現,當一國之出口金額愈高,相對而言,其在國際市場較出口金額較低之國家擁有顯示性的(revealed)較高之競爭力。另一方面,一國長期以來所培植出來的國家產品形象亦對於其產業在國際市場競爭及在國內市場面對外來產品之挑戰時擁有較高之競爭力,例如,德國、瑞士、及日本等國之產品長期以來所給予消費者的可靠形象使其在銷售任何產品,初期均占領優勢地位,亦使得各國消費者對其有較高的願付價格,使得其擁有相對較高的獲利空間。此外,國際通路的掌握度亦是一國產業國際競爭力之關鍵因素,例如,習慣單打獨鬥的台灣企業面對與大商社結合的日韓企業在產品銷售的通路上即處於相對不利的地位,故常需以相對較低的價格吸引國際買主,而難以在一開始即在國際通路上陳列出本身所開發出的優質商品。市場參數,如外銷金額、國內市場規模、國內市場成長率、國家品質形象、國際通路掌握度、國內市場進入難易度。

(二)技術

科技(technology)是產業發展與產品開發的驅動力(driving forces)殆無疑義,在衡量一國產業的技術層次時,其所需考量的面向可從多方展開。例如,就對於技術開發的投入而言,投入該產業的研發人數及研發金額都可列為指標性的項目,雖然研發投入規模之數據與技術提升未必完全相關,但必是高度相關項目。

另一方面,專利數亦是衡量一國產業之技術層次的有用指標,其中,又可區分為過去所長期累積的專利,以及各國產業進展速度的當年專利創造數,兩者可分別呈現各國產業技術發展的優勢與趨勢,是以,兩者皆列為衡量技術構面的指標。

除此之外,衡量一國產業在技術構面之競爭能力,亦應考量其在產品開發、技術創新、規格制定、以及產品生產良率上之表現。其中,產品開發速度突顯其將新的技術或創新應用於新產品項目的能力;技術創新能力則反應其研發部門發展新技術、新應用的能力;規格制定能力則反應其所開發出來的技術是否成為主流規格的能力。舉例而言,以平面顯示器而言,其HDMI輸出的發展是反應其技術創新能力,其面板產品包含HDMI輸出介面則是反應其產品開發速度,而廠商所設定的面板尺寸及其面板的解析度則可列為規格制定能力。除了以上所提及的產品開發、技術創新、及規格制定之外,生產部門的良率管理與控制亦是影響其成本控制及品質表現的關鍵,因此,亦是其技術構面之競爭力的有效指標。技術參數:研發人數、研發金額、專利數(當年與累計數)、關鍵技術掌握度、技術創新程度、規格制訂能力、新產品開發速度、產品良率。

(三)生產要素

生產要素構面所欲衡量者,乃是一國企業在經營該產業時,其取得要素的效率及成本。例如,就基礎設施而言,水電設施的便利性反應在該國經營的水力與電力成本及穩定性,交通運輸物流的便利性則不僅反應進貨成本,亦反應出貨效率,此二項目皆反應企業在該國經營所享有的優質環境,有助於提升企業在該國經營的穩定度。

在人力及資本要素而言,專業人才的提供衡量一國之教育體系所培育出來的人才在該產業所表現出來的專業能力,另一方面,亦將一國是否具有開放及有效率的吸收外籍專業人才之機制納入考量。資金取得成本則是反應一國之金融體系,如銀行部門及資本市場,是否能以有效率的方式提供企業所需之資金,例如一國若具有發達的資本市場,則企業可以相對較低的成本透過直接金融取得資金。

生產參數包括:水電設施便利性、交通運輸物流便利性、專業人才供給(含國際人才)、資金取得成本。

(四)經營

經營構面所欲反應的,乃是該國企業對於該產業的投入程度、對於該產業的經營之績效表現、以及對於該產業所具有的作業及運籌能力。例如,就對於該產業的投入程度的衡量而言,資本支出總額即為該國投入於該產業的總資本額,相對於其他國家而言,若一國投入之總額較高,相對而言,其所擁有的廠房、設備、儀器以及無形的經驗傳承皆較具有優勢。

對於該產業的經營之績效表現而言,平均勞動產值可反應該國投入於該產業之生產力;稅前淨利率則反應該國廠商投入該產業經營之相對獲利能力;產能利用率則可反應該國企業是否將既有之產能發揮相對較高的生產力,而非僅是投入資本卻無相對之產能表現;品牌價值則反應出該國在該產業所產出之商品在銷售上是否具有較高之評價,以使其可以在價格制定上進行差異化,避免流於在齊質商品間進行殺價競爭。

另外,就對於該產業之作業及運籌能力而言,資金籌措能力可反應一國快速切入新商品、以及面對外在衝擊的能力。例如,當經濟前景看好時,一國之產業若具有較高的資金籌措能力,則在募集資金進行新世代商品的開發以及廠房建置上將具有相對優勢,而當經濟前景看壞、營運收入下滑之際,其亦得以避免銀行及上游客戶催繳之額外負擔;上下游產業完整度則反應出一國之產業是否可發揮範疇經濟(economics of scope)、規模經濟(economics of scale),當上下游產業完整度愈佳時,其取得中間財及原材料之交易成本即可因而降低,發揮範疇經濟的效益。除此之外,亦由於其上下游的完整度愈高將使其總成本降低,藉此優勢而提高產能後可使平均單位成本亦隨之降低,發揮規模經濟的效益,可提升該國產業之競爭力,因此,上下游產業的完整度亦是衡量經營構面競爭力的指標之一。

經營參數包括:資本產出總額、平均勞動產值、稅前淨利率、產能利用率、上下游產業鏈完整度、資金籌措能力、品牌價值。

(五)政策支援

政策支援構面所欲衡量者,乃是特定國家對於特定產業所給予的額外支援程度。例如,政府獎勵優惠措施評估一國給予該產業之研發補助、用地取得之優惠、以及諸如通關、人員雇用等方面之優惠。租稅優惠條件則反應一國對該產業所給予的營業稅率優惠條件、以及營運上之保稅、出口退稅等措施。

另外,就產業經營的彈性及效率所給予的支援而言,政府是否鼓勵該產業海外投資可反應其產業發展的自由度以及對產業擴張海外經營的扶持;而政府是否以積極之作為引入外商到本國投資亦可反應出一國是否注重產業發展與經營效率以及是否刻意保護本國企業而使得該產業因缺乏競爭而效率低落,因此,此類的質性指標亦為競爭力衡量時列為評比的項目。

政策支援參數包括政府獎勵配套措施、稅賦優惠條件、獎勵海外投資、鼓勵外商投資。

第四節 研究架構

本研究架構如圖1-2所示,首先定義所研究之工具機產品與範圍,並結合既有工具機產業的研究背景知識,建構競爭力五大構面,包含市場、技術、生產要素、經營、政策支援。另一方面,透過產業現況面包含:(1)台灣工具機產業現況,(2)德國工具機產業現況,(3)日本工具機產業現況,(4)韓國工具機產業現況與(5)中國工具機產業現況。其次關於產業政策面,內容項目主要以(1)台灣工具機產業政策,(2)德國工具機產業政策,(3)日本工具機產業政策,(4)韓國工具機產業政策與(5)中國工具機產業政策,以了解現階段我國與主要競爭對手於全球工具機市場的競爭態勢。最後根據所研究之結果提出台灣工具機業者經營與發展的建議。

(研析我國工具機與主要競爭國產業發展現況定義與範疇主要競爭國產業現況主要競爭國產業政策台灣工具機產業現況德國工具機產業現況日本工具機產業現況韓國工具機產業現況中國工具機產業現況台灣工具機產業政策德國工具機產業政策日本工具機產業政策韓國工具機產業政策中國工具機產業政策結論與建議競爭力構面市場構面技術構面生產要素構面經營構面政策支援構面進行專家問卷訪談)

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖1-2 研究架構

第貳章 主要競爭國家工具機產業現況

本研究針對台灣的主要競爭國家涵蓋日本、韓國、中國與德國,因此本章將以上述受評比國家來分析,分別由國家層級之經濟表現及整體競爭力加以檢視。

第一節 主要國家經濟表現

2008年的全球經濟衰退對於以出口為導向的經濟體之衝擊極為巨大,2009年全球經濟復甦緩慢,2010年呈現溫熱雙速的復甦,即先進經濟體的成長速度遠落後新興經濟體,IMF預估先進國家的成長仍受抑制,失業率偏高,歐元區周邊國家再次出現壓力,使全球經濟仍可能面臨風險,各國在產業中扮演角色與本身具備之條件不同,各國經濟表現有些微落差。茲將主要國家的經濟表現簡要陳述如下。

一、經濟情況

IMF歸類出七個先進經濟體國家,包含加拿大、法國、德國、義大利、日本、英國與美國,亞洲國家中,僅日本擠進前七大。另亞洲新興工業化經濟體包含香港、韓國、新加坡、台灣,而中國則歸類於新興和發展中經濟體中的亞洲發展中國家。

就經濟規模而言,未來趨勢仍不變,以美國最為龐大,接著依序為中國、日本、德國、韓國和台灣(如圖2-1)。由於GDP規模牽涉到一國之人口總數所帶來的乘數之影響,故衡量一國的開發程度乃是依平均每人GDP為主。根據IMF 2012年4月的預估,在人均GDP表現方面,未來兩年均是以美國最高,依序為日本、德國、韓國、台灣、中國(如圖2-2)。預估美國人均GDP在2013年將超過US$50,000美金,而每一個國家也均有成長。日本仍領先德國些許,韓國也領先台灣些許,但是中國人均GDP卻明顯落後許多。

資料來源:IMF World Economic Outlook Database (2012/04)

圖2-1 主要經貿國家經濟規模

資料來源:IMF World Economic Outlook Database (2012/04)

圖2-2 2011~2014年主要經貿國家平均每人GDP之當期價格值

二、GDP成長率

如果以一個國家的GDP規模擴增來看,中國的GDP成長率一直都領先於其他主要經貿國家,甚至預測2013~2014年GDP成長率都保持在8%以上。日本在2011年的成長率為負成長,除了日本,其他國家在2013年的預測都是有緩慢上升的現象。預估2014年GDP呈現些微衰退的有中國、日本及德國,韓國持平,台灣微幅成長、美國則呈現較好成長。

資料來源:World Bank (2012/07)

圖2-3 2011~2014年主要經貿國家GDP成長率

三、購買力

平均每人GDP可以摒除人口之影響而大致呈現一國之開發程度,然而,由於各國物價不盡相同,且匯率之波動亦往往會對於換算成外幣後的平均每人GDP之值產生極大的影響,因此,國際各研究單位對於個別國家的開發程度亦頗多是以購買力平價(Purchasing Power Parity)換算後的平均每人GDP來呈現一國國民之購買能力。

資料來源:IMF World Economic Outlook Database (2012/04)

圖2-4 以購買力平價換算的主要經貿國家平均每人GDP

觀察圖2-4可知,美國物價相對高於其他國家,2012年之平均每人GDP為US$49,601美金。其次是台灣,由於整體經濟體系在市場有效率的運作下,平均每人GDP達US$39,218美金,領先德國些許,但領先日本和韓國的幅度稍大,預估2013年和2014年台灣仍可超越德國、日本、韓國。另一方面,中國由於物價相對較低,2012年之平均每人GDP為US$9,143美金;不過中國的購買力也持續在增加,但購買力明顯於其他國家懸殊甚大。綜合觀之,預估台灣除落後美國外,將持續保持領先其他國家。

第二節 主要國家整體競爭力

一、瑞士洛桑管理學院(IMD)世界競爭力年報

1989年IMD開始出版《World Competitiveness Yearbook》,主要研究國家和區域的全球競爭力的年度報告。其報告內容又分為四大主要因素:經濟表現、政府效率、企業效率和基礎建設,每一個主要因素又分為五個次要因素(如表2-1)。

表2-1 IMD世界競爭力年報指標架構

主要因素

經濟表現

政府效率

企業效率

基礎建設

次要因素

國內經濟

國際貿易

國際投資

就業

物價

公共財政

財政政策

制度框架

商務法律

社會框架

生產力和效率

勞動力市場

金融

管理實踐

態度和價值觀

基本基礎建設

技術基礎建設

科技基礎建設

健康與環境

教育

資料來源:IMD,《World Competitiveness Yearbook》,2011

IMD認為國家競爭力和企業競爭力兩個是互相依存的概念,國家(地區)的國家競爭力就是一個國家(地區)為企業營造有利不斷提高有利於國內和國際競爭力的環境,包括有效的結構、體制和政策等,以幫助企業保持競爭能力。圖2-5為2005年~2012年美國、台灣、德國、韓國、中國和日本等主要國家的競爭力指標比較。2012年除德國持續進步、韓國持平外,其餘國家均表現不佳。

單位:名次

說明:排名越前面者表示其國家競爭力相對優勢

資料來源:整理自IMD,《World Competitiveness Yearbook》(2012/06)

圖2-5 2005年~2012年IMD重點國家競爭力指標排名

二、世界經濟論壇(WEF)全球競爭力指標

1979年WEF開始出版《The Global Competitiveness Report》,主要探討國家/經濟體的競爭力並觀測評比。WEF把國家競爭力指標評比分為三個主要素:基本需求、效率增加和創新與成熟,每一個主因素下都還有次要因素,詳如表2-2。

表2-2 WEF全球競爭力指標架構

主要因素

基本需求

效率提升

創新與成熟要素

次要因素

制度

基礎建設

總體經濟環境

健康與初等教育

高等教育與訓練

商品市場效率

勞動市場效率

金融市場發展

技術成熟度

市場規模

企業成熟度

創新

資料來源:整理自WEF,World Competitiveness Yearbook-2011年~2012年(2012/06)

WEF認為競爭力跟生產力有密不可切的關係,為決定一國的生產力等級是由要素、政策和制度等層面的組合而成,並影響到國家的金融貿易狀況。WEF認定經濟體的發展三階段,依序為國內基礎建設發展情形、強調效率導向的發展階段和進入創新導向的發展階段(如圖2-6),在第一階段~第二階段和第二階段~第三階段之間為過渡期。

資料來源:整理自WEF,World Competitiveness Yearbook-2011年~2012年(2012/06)

圖2-6 WEF經濟體的發展三階段

WEF的全球競爭力指標(Global Competitiveness Index,GCI)強調國家的基本需求、整體效率以及創新面向的指標,以代表一國的整體競爭力狀況,透過GCI可了解一國跨年的競爭力情形和跨國相對競爭力的情形。以下比較2005年~2012年WEF全球競爭力指標的排名(如圖2-7),主要國家包括德國、美國、日本、台灣、韓國、中國。

單位:名次

說明:排名越前面者表示其國家競爭力相對優勢

資料來源:整理自WEF,World Competitiveness Yearbook (2012/06)

圖2-7 2005年~2012年WEF重點國家競爭力指標排名

其中,將2012年主要經貿國家在WEF的細項指標-科技整備度和創新整理如表2-3。科技整備度為美國表現得最好,台灣居於第24名;創新為日本表現得最好,而台灣居於第14名。中國在科技整備度和創新這兩部份表現均不好,尤其是科技整備度居於第88名。

表2-3 WEF 2012年主要經貿國家科技整備度和創新排名

指標/國家

台灣

日本

韓國

中國

美國

德國

科技整備度

排名

24

16

18

88

11

15

分數

5.44

5.7

5.7

3.5

5.84

5.7

創   新

排名

14

5

16

33

6

7

分數

4.99

5.54

4.94

3.85

5.5

5.42

資料來源:整理自WEF,World Competitiveness Yearbook (2012/06)

三、世界經濟論壇(WEF)網路整備度指標

2001年WEF開始出版《The Global Information Technology Report》,定期使用網路整備度指標(Network Readiness Index, NRI)來評比排名主要國家,乃鑒於資訊與通訊科技(Information Communication Technology, ICT)在這世代扮演著很重要的角色。NRI有主要三個因素:環境、整備度和使用度,每一個主要因素下還有次要因素(如圖2-8)。NRI主要在強調ICT的發展與國家整備度及使用程度,來代表國家ICT的競爭力,也可以了解一國跨年度和跨國相對競爭力的情形。

資料來源:整理自WEF,The Global Information Technology Report 2012 (2012/06)

圖2-8 WEF網路整備度指標

The Global Information Technology Report主要是以跨年度為基準(如2010年~2012年為一期),只有2012年為單一年度一期,其資料公布頻率穩定且資訊完全公開。以下將2005年~2012年的主要國家NRI指標概況做個整理(如圖2-9),美國的網路整備度在這六個國家裡表現的持續領先,台灣在近三年均次於美國,而中國的網路整備度表現一直居於最後,但其變動幅度也很大且持續在進步,然在2012年的表現卻大幅退步。

單位:名次

說明:排名越前面者表示其國家競爭力相對優勢

資料來源:整理自WEF,The Global Information Technology Report (2012/06)

圖2-9 2005年~2012年重點國家NRI排名

四、製造業附加價值成長率

圖2-10為2005~2010年主要經貿國家的製造業附加價值成長率比較圖,2009年除中國是唯一有成長外,其餘均呈現負成長,特別是日本及德國的衰退幅度最大,製造業附加價值成長率約為-17~18%。不過,2010年全部主要國家均呈現反彈現象,尤其是台灣高達25.4%,然中國反而呈現下降情形。至於2011年,除了中國,其餘國家尚未公布,而中國在2011年的製造業附加價值成長率依然持平為9.0%。

資料來源:World Bank (2012/07)

圖2-10 2005~2010年主要經貿國家製造業附加價值成長率

五、製造業附加價值占GDP比值

圖2-11為2005~2010年主要國家的製造業附加價值占GDP比值的比較圖,2009年因金融海嘯影響,皆呈現衰退現象,2010年除中國持續衰退外,其餘國家均出現成長。至於2011年,除了中國,其餘國家尚未公布,而中國在2011年製造業附加價值占GDP比值為31%,較上年微幅上升1%。

資料來源:World Bank (2012/07)

圖2-11 2005~2010年主要經貿國家製造業附加價值占GDP比值

第三節 各主要國家工具機產業現況

一、台灣工具機產業現況

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖2-12 2011~2015年台灣工具機市場趨勢分析

2011年工具機產值為1,657億新台幣,年成長率約為21.98%。這是由於延續2010年景氣復甦的氣勢,使得工具機的需求增加,不過在2011下半年由於歐債的影響,可能使得歐洲市場再次壟罩於金融風暴的危機之中。此外雖然美國市場雖然新經濟振新方案的推動與舉債案上限的通過,以及製造業將出現體質的革新,不過美市場的需求成長於2011年下半年仍未有明顯的啟動,因此歐洲與美國市場步入景氣復甦階段的時程可能會延長,且復甦的腳步會明顯落後於亞洲國家。2012年由於受到歐美經濟復甦遲緩,以及大陸經濟成長年增率連續7季下滑,導致歐美與中國大陸市場需求緊縮,對於我國2012年的工具機業產生影響。因此,我國2012年的工具機產值為1,586億元新台幣,相對於2011年之年成長率衰退約為10.9%。

從2013年第一季開始,工具機出口的成長幅度逐漸受到日幣大幅貶值影響,國內業者與日本價差從原先25%至30%縮減為10%左右,使得國內搶攻歐美中高階產品的工具機業者首當其衝,再者歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的外需市場衰退,進而產生中國工具機產品庫存量高與產能過剩現象,而這些產品正好部分與我國出口量較大的工具機機種重疊(如綜合加工機等),故此番中國大陸需求趨緩對台灣工具機產業確實衝擊很大,不過此情形在第三季之後相較於同期已開始呈現微幅成長,因此2013年的工具機產值在歐美與中國大陸市場復甦的情勢尚未明朗與日本政府放任日圓貶值的影響,相較於2012年衰退10.9%。此外,在2013年台灣工具機產值最高的產品為綜合加工機,其產值為新台幣381億元,相較於2012年之成長率衰退11.1%。NC車床為產值第二高的產品,2013年產值為新台幣289億元,相較於2012年成長率衰退16.5%。放電加工機為產值第三高的產品,2013年產值為新台幣171億元,相較於2012年成長率成長3.0 %。

展望2014年,我國工具機產業在面對中國大陸政府提出「穩中求進、改革創新」與未來將積極擴大內需,促進經濟平穩成長的政策,以及中國大陸將延續2013年之鐵路建設,其重點放在各省內之間與城市間的城際鐵路,共規劃四十四個新專案,總投資六千三百億人民幣(約三兆一千億台幣),鐵道長度總計共達六千六百公里以上的情形下,預估今年工具機產業有機會超越2013年。不過亞洲新興國家市場以及東南亞市場需求的狀態則會受到美國QE退場影響,預計可能呈現微幅衰退。此外,可能影響工具機產值的因素包含面對日圓兌美元貶值、韓美與歐韓FTA衝擊以及中國大陸機械產業現階段正處於產能過剩與產品庫存過高的情形,因此台灣廠商仍然會面臨重大的競爭壓力。

在台灣工具機新的產品及技術趨勢方面,台中精機Vturn-P16/P20系列臥式車床以全新設計概念並搭配關節型或門型機械手使其達到最高的生產力,其產品特點為:(1)機械手安裝在機器內部,側邊有自動門(2)一台車床搭配機械手和多托盤供料台就能達到無人化操作(3)車床和單托盤供料台一對一搭配成一套,由一位操作者可同時管理數套設備,以達到最高生產力(4)未來其將逐漸提升無人化設備之需求技術,長期以擴展單元式無人化設備至生產線無人化為目標。台灣的自動化設備、工業機器人與工具機業者未來要能夠緊密合作提供具有高附加價值的「製造服務」能力,以滿足大陸市場的需求,進而創造出台商於中國大陸市場的更高利潤。東台精機泛用型工具機搭配部分專用機台的整廠整線設備,提供客戶生產空間、製程、效率與成本規劃,以及財務租賃方案,以因應客戶產品生命週期的快速轉換,必須縮短設備使用前置時間,因此提供售前設備使用規劃、量產測試,售後提供設備監控、故障預知等完整服務,工具機廠商的發展趨勢已不止是朝單機功能精進化的方向發展,而是朝水平方向整合周邊設備,提供客戶軟性服務,如:生產效率的提升、生產流程的改善,自動化的發展、資訊化與智慧化的生產決策等趨勢。程泰機械公司自行研發的高階硬體,G.LINC350智慧型控制系統,簡化並協助使用者作業的功能,特點包括:(1)從機台操作方面,增加工件動平衡分析、刀具負載監、控熱變形補償、3D仿削與壁碰、對話式編程(2)從機台維修方面,建立主軸監控、檢知元件監視、定期保修告知、警報3D檢視與文件線上閱讀(3)從機台監控方面,建立生產管理分析、遠端監控、手機簡訊傳送,智慧型工具機具有更強的自動化能力、更大的加工效率與更好的加工品質,並且未來結合人工智慧以實現無人化加工。

亞崴機電已研發出具有高效率交換工作台MB-1512 APC與大型龍門五軸加工機。並且MEGA5系列,包括:(1)X、Y軸採用超高剛性滾柱型線性滑軌,兼具硬軌的重切削剛性與線性滑軌的快速移動、低磨耗等特色,剛性與控制性大幅提升(2)Z軸採用大尺寸線性滑軌設計,搭配加大鞍座與高剛性箱型頭部結構,提供最佳切削剛性(3)搭配鍊式40T刀庫,有效提升加工效率,換刀程序皆在機器加工區域以外完成,確保刀具不受切屑污染,透過工作台移動式設計,使機台具備極高的穩定性、切削剛性與加工性能,適合各種材料重切削的加工需求。

友嘉集團旗下的品牌廠商各訂出不同主題,友嘉為汽車產業和自動化應用;台灣麗偉是醫療產業應用;松穎為大型機械零件的精密搪銑加工;眾程是高精密研削加工;勝傑則朝向智能化、服務化進軍,其中勝傑的MT-310iCNC車床特點包括:(1)將IT產品與工具機結合,發展以觸摸螢幕來貼近操作者,並使用類智慧型手機外型的機台外型美學設計,以達到與同業區隔和產品識別所需的附加價值(2)採用汽車粉體塗裝的表面處理與外型板金的精緻度達到平整平面、無外露螺絲釘與縫隙一致化(3)將所收集數據連至雲端經過統計運算,分析出其特性以供發展APP之用(4)採用三硬軌軌道,可讓刀塔在往後加工大旋徑時仍然得以穩住重心而保持加工精度(5)應用自行開發的電能管理系統,符合節能趨勢且節省成本,透過結合ICT技術與美學設計的觀點,創造車床加工產品的優質化、節能化與方便化,並且美化車床的外觀,達到平整平面、無外露螺絲釘與縫隙一致化。

面對中國大陸已能自製低階工具機及提供其本身之需求,且逐漸侵蝕全球市場之際,台灣工具機的整機廠的因應策略應該積極朝向研發與製造中高品級的工具機(如微型工具機和智慧型工具機),除了具有更強的自動化能力、更大的加工效率與更好的加工品質之外,同時加入人工智慧以實現無人化加工的目標。主要功能包含:(1)能自動規劃加工程序、路徑、條件等變因,(2)能偵測監控加工時狀況,並判斷因應對策,(3)具備自我學習功能,可在加工中累積經驗以改善往後加工的能力,(4)具線上量測功能,能即時檢測,確保產品品質與均一性。

此外,台灣工具機的整機廠對於歐美製造業應用在生產製造所需的自動化部份大致可以分為兩類,分別為大量生產(Mass Production)與彈性生產(Flexibility Production)又稱混線生產,而在提供大量生產所需的自動化時,工具機廠商需要扮演提供整線輸出(Turnkey)的角色,因此除了製造工具機之外,同時需要整合於大量生產所需的相關自動化設備(如機器手臂),而如果在提供彈性生產所需的自動化時,工具機廠商則是要發展單一的台機器上可執行許多不同種類的加工操作之工具機產品,進而減少更換時間與改善加工精度的水準。最後在藉由發展多軸與複合化功能的工具機產品,拉開與競爭者的技術差異,以保有台灣在全球工具機市場的競爭優勢。

二、中國工具機產業現況

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖2-13 2011~2015年中國大陸工具機市場銷售值與成長率

中國大陸在2011年時,依然保持全球最大的工具機需求國家,其工具機產值的金額達到276.8億美元,比2010年成長32.38%,佔全球總產值金額的30.1%。其主要原因仍是拜景氣持續復甦之賜,讓中國大陸工具機連續多年成為世界最大工具機消費國和進口國,並且從2009年起,即躍居世界第一大生產國。另一個造就中國大陸為世界最大工具機消費國的原因,是由於中國大陸內需市場強勁,不過中國大陸工具機目前的市場主要在其內部,出口值相對很少。2013年中國在歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的外需市場衰退影響之下,進而產生其國內工具機產品庫存量高與產能過剩現象,因此,中國工具機產值於2013年僅達到249.8億美元,比2012年之產值衰退10.8%。

目前中國大陸正面臨國內景氣趨緩的窘境,由於中國大陸從過去2010~2012年期間,在政府祭出大規模的投資刺激政策(如「4萬億」財政支出),對於工具機產品進行大量採購與製造,然而,歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的外需市場衰退,進而產生中國工具機產品庫存量高與產能過剩現象,而這些產品正好部分與我國出口量較大的工具機機種重疊(如綜合加工機等),故此番中國大陸需求趨緩對台灣工具機產業確實衝擊很大。此外,中國大陸同時也正積極的進行產業結構調整,除了一方面以進口替代方式扶植當地供應鏈,減少低階與中低階泛用型工具機進口,並且另一方面積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,以朝向產業結構優化、生產高附加價值商品的方向前進。再者,從中國大陸十二五提出各項計畫,顯示其重視內需成長來源,因此將提升服務業及消費比重,同時也積極推動綠色成長模式以及加速都市化,並且擴大中產階級的消費市場,至此產品市場的競爭模式將由量轉向質的競爭。

從一系列中國大陸對於裝備製造業的重視可以了解到中國大陸政府認為欲振興裝備製造業,首先要振興工具機產業,並要全力發展國產的數控工具機。然而面對其裝備製造業自主化的情形下,台灣工具機產業的未來發展方向顯得極為重要,如何開創工具機產業於大陸市場,是目前台海峽兩岸廠商所共同關注的,因此,本研究整理中國大陸急需欲研發之工具機產品,如表2-4所示,以提供未來台灣工具機業者可以開發的方向。

表2-4 中國大陸急欲研發之工具機產品一覽表

工具機類別

產品項目

產品規格或應用

數控車床和車削中心

精密數控車床和精密車削中心

車削直徑150-300mm

主軸轉速5000-8000r/min

主電機功率7.5-15kW

主軸徑向和端面跳動0.001mm

大功率高扭矩數控車床和車削中心

車削直徑310~715mm

主軸最高轉速2000-4500r/min

主電機功率37-52kW

重切削和大重型車銑中心

最大回轉直徑700-1600mm

長度1500-10000mm

主電機功率60-70kW

銑主軸電機功率30-45kW

加工中心

高速立式加工中心

採用門式結構

主軸轉速30000-42000r/min

電主軸功率14-25kW

快速行程40-60m/min

立臥轉換鏜銑中心

主軸頭立臥轉換

主軸轉速6300-18000r/min(可選)

主軸功率20kW 左右

快速行程30-60m/min

小型精密五軸加工中心

圓工作臺尺寸150-600mm

主軸轉速12000-30000r/min

主軸功率10-16kW

快速行程30m/min

工作臺C 軸360°

主軸B 軸擺動-10°~+110°(或工作臺A軸擺動)

五軸立式加工中心

主軸A、B 軸擺動

工作臺寬度700-900mm

長度1500-4000mm

主軸轉速6000r/min 或12000r/min

主軸功率22-30kW

A/B 軸擺動角度±25°~±30°

五軸龍門加工中心

主軸A、B 軸擺動

工作臺寬度2000-3000mm

長度3000-8000mm

精密臥式加工中心

溫度補償系統

工作臺1000mm 以上

數控銑床

橋式移動式五軸龍門銑床

龍門移動式五軸龍門銑床

力矩電機驅動的雙擺角銑頭

工作臺3000mm 以上

數控磨床

高精度數控萬能磨床

工件頭架撥盤徑向和端面跳動小於0.0002-0.0005mm

砂輪架具有垂直回轉的B 軸

4 軸聯動(X、Z、C、B 軸)數控解析度0.0001mm

數控凸輪軸磨床

CBN 砂輪

線速度100m/s

數控曲軸磨床

用於汽車和船用發動機曲軸精加工

大型數控曲軸磨床

五軸數控刀具磨床

目前進口較多,中國大陸國內尚無生產,是急需開發的產品

數控複合磨床

數控專用磨床

數控內外圓複合磨床

精密數控中孔座面磨床

數控油針磨床

數控齒輪加工機

硬齒面齒輪的加工機

高精度齒輪磨床

加工精度3級

高精度成形砂輪齒輪磨床

加工精度穩定在3-4級

放電加工機

精密慢走絲線切割加工機

加工形狀精度為0.003-0.005mm

表面粗糙度Ra0.1μm

浸水加工

雙絲加工

細絲加工

拐角自動控制

超精加工迴路

專家系統等功能

大型數控工具機

數控五軸橋式高速銑床

數控五軸龍門式高速銑床

工作臺寬度3m 以上

超重型龍門移動式鏜銑床

工作臺移動式龍門鏜銑床

工作臺寬度7m 左右

資料來源:北京環宇新華經濟信息技術研究中心(2013),工研院IEK整理(2014/01)

再者,中國大陸已成為全球第二大經濟體,其經濟情勢足以牽動全球經濟發展態勢,隨著中國大陸經濟的急速成長,中國大陸工具機產業也呈現快速發展,在過去的10年,中國大陸連續多年保持世界金屬加工工具機最大消費國,經過多年的努力,中國大陸機床行業快速發展,包括:金屬切削機床、鍛壓機械、鑄造機械、量具,磨料磨具、機床零組件(滾動功能、數控系統)等。各行業所生產的類型、規格逐漸形成,主機與零組件亦已具備一定生產製造基礎,近年來中國大陸發展交通運輸、國防軍工、航太航空、能源、油氣開採等項目,隨之帶來配套企業的發展,推動中國大陸工具機市場需求朝向多軸、智慧、複合、環保等高端產品的快速發展,加快了中國大陸機床產業擴大規模、優化產品結構的步伐,同時也為國外高檔機床提供廣大的市場。

根據中國大陸機床工具工業協會分析報告指出,在中國大陸經濟成長速度放慢的環境之下,中國大陸機床工具行業正經歷轉型升級的考驗。2013年中國大陸機床進口總額101億美元,2012年進口總額136.7億美元,相較前一年衰退了26.1%,由此可知中國大陸長期持續成長的進口出現大幅下滑,工具機行業處於低徘迴狀態;市場規模萎縮,產業結構、產品結構與市場需求尚未轉好;在出口方面,2013年中國大陸機床出口總額28.6億美元,2012年出口總額27.4億美元,相較前一年僅微幅成長了4.4%,可知在世界經濟復甦動力不足的情形下,出口成長速度下降,趨勢尚未明顯好轉;反應了中國大陸工具機市場萎縮的局面。

綜合分析顯示,2013年中國大陸工具機行業主要呈現幾個現象,包括:全球經濟復甦乏力、產能利用率低、流動資金緊縮、需求產品繼續升級以及外資投資熱度下降等。

三、日本工具機產業現況

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖2-14 2011~2015年日本工具機市場銷售值與成長率

日本工具機產業雖然歷經2009年高達59%的衰退,但2011年受惠於出口市場暴增53.3%以上的激勵,使得日本工具機持續維持第二大生產國的位置,2011年日本工具機產值約為183.5億美元,比2010年成長超過53%。然而在歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的市場衰退,再者,中國大陸積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,因此,日本2013年的工具機產值為123.3億美元,相較於2012年下滑32.39%。

自1990年起,日本經濟因過去十年過度擴張而泡沫化,因而陷於長期的不景氣之中,加上金融風暴,十年間企業破產倒閉無數,失業人口居高不下。金融業在經濟泡沫時期,因為過度放款,造成企業經營成本增加,資金取得不易,而削弱了產業競爭力,營運衰退而無力償還貸款,形成銀行龐大呆帳,導致長期的經濟蕭條。這段時期,日本政府曾努力不斷地提出振興經濟方案,擴張公共建設支出,效果仍然有限。然而,日本政府過去幾十年來在工具機產業所紮下的基礎,仍然坐穩工具機產值次高的龍頭地位,因此日本能夠繼續發展高科技,生產高附加價值的工具機,其高性能、高精密、高效能仍執世界精密工業之牛耳。日本抓住世界經濟起飛之際,努力發展工具機產業,成為高科技國家的翹楚,更成為世界工具機高出口的國家,日本未來工具機走向,IT技術及網路使用已成為多數日本工具機廠的發展重點。

2013年日本各大工具機廠商紛紛對中國大陸採取銷售攻勢,中國大陸的工具機和相關產品的市場規模為全球最大,日本各工具機廠商利用技術和維修優勢,與價格戰的中國大陸企業差異化,以確保競爭力。森精機(MORI SEIKI)與德國DMG於2013年10月在中國大陸設立合併銷售公司,出資比例為DMG出資51%,森精機(MORI SEIKI)出資49%,森精機(MORI SEIKI)預計在2020年之前將在中國大陸增至20個銷售服務據點。此兩家公司的結盟基礎是在於DMG對於複合工具機領域一向較陌生,因而欲借助Mori Seiki的成功經驗壯大自己;而Mori Seiki雖擅長生產五軸加工機,但由於控制器受到日本通產省的出口管制,導至銷售量受到限制,因此欲藉由DMG模式改用德商海德漢所生產的控制器,以擴增其五軸加工機的銷售量。並且兩方合作後因彼此資源能夠互補與共享,將可開發出功能更強、價格更優惠的工具機種,對MAZAK、OKUMA等生產高級品項的日本工具機大廠,將會有相當的衝擊;再者是對於已在中國大陸寧夏設廠的MAZAK,其所量產的平價工具機種,以及台灣出口大陸的中階價位的工具機銷售威脅也會愈來愈大,台灣業者一定要審慎因應,不過短期內,對於專注生產中階品項的台灣工具機業者而言,尚不至於立即受到影響。

另一方面,YAMAZAKI MAZAK於2013上半年啟動手機網路進行24小時監視工程服務,當工具機出現故障,則自動向MAZAK的維修點傳送故障服務,工作人員可通過網聯網進行診斷,進行非現場維修,此外,積極宣傳高附加價值產品拉開與中國大陸低價銷售之差異。由於最大市場中國大陸的經濟減速,需求低迷,因而對中國大陸的訂單額減少,不過,由於日本企業在加工精度等技術實力方面仍領先中國大陸,因此預估不會形成直接競爭。全球工具機製造排名分居第1與第3大的德商DMG與日商森精機(Mori Seiki),日前正式宣布結盟合作,將各自購買對方5%股權,並結合彼此在工具機研發、採購與製造上的優勢,投入更具市場競爭力機種的開發,勢將造成全球高階工具機市場的重新洗牌。再者,DMG過去對研發經濟型的工具機相當有經驗,兩方結合後可能會對台灣業者擅長生產的中階價位之工具機市場產生威脅。

日本工具機領導廠商於中國大陸的佈局狀況,首先是全球最大工具機廠日本Yamazaki Mazak於2000年和中國大陸長城機械製造集團在中國寧夏設立了小巨人機床公司;在「寧夏小巨人機床廠」的製造現場裡,引進了日本山崎Mazak最尖端的加工機製造設備,生產NC數值控制車床與MC綜合加工機等具尖端技術的工具機。並且於2011/08宣布於大連投產50億日圓興建工具機新廠,主要生產小型CNC車床與小型切削機(Machining Center;MC),預計2012/10完工,並於2013年進入量產,估計月產能可達到100台,此外Mazak也有在上海、廣州、大連及北京設立技術中心。

其次JTEKT主要是提供全世界工具機產業的零組件(所有種類的轉向系統、傳動系列和軸承)供應商。而日本株式會社捷太格(JTEKT)於2005年3月在大連投資成立捷太格特科技中心(大連)有限公司,註冊資金為2400萬日元。同時該公司尚有在天津、福建、廣東與江蘇無錫等共15處設立生產據點。至於森精機(Mori Seiki)對於中國大陸的投資採取比較保守的方式,先前在上海設置僅約有10名員工的行銷服務據點,而最新的動態則是於2012/08,將在天津市投下40億日圓興建工具機新廠,其主要生產的產品是以CNC工具機與周邊零組件為主,並且預估於2013/09啟用量產,其月產能預估可以達到100台。

關於日本Amada集團則最先於1996年與中國合資成立北京天田機床模具公司,隨後又於中國大陸共設置3個據點,分別於江蘇、上海與北京。而上海原先只是設立售後服務據點,然為因應日圓升值的衝擊,因此在2011/07於上海青浦廠區開始生產應用於汽車或電子機器鈑金加工用的雷射加工機,並且計畫於2013年擴增至10~15台。

此外,日本Okuma公司最先於1993年8月與中捷友誼廠(舊瀋陽第二機床廠)進行技術合作,並於2003年與北京第一機床公司合資設立北一大隈公司,該公司於中國大陸共設置2個據點。並且該公司於2011年斥資10~20億日圓,增加中國大陸地區工具機廠的月產能,並計畫於2013年前將產量由現行的60台/月提升至200台/月。最後關於Komatus則僅於2011/04於江蘇常州設置新的生產據點,預計此廠的年產能可達到9140台。

美國在2013年已逐漸取代中國大陸成為日本工具機主要的出口市場。分析其背後的主要原因乃因2013年下半年以來,美國經濟明顯好轉,其製造業對設備需求擴大,工具機市場熱絡,尤其是航空航天領域及汽車製造、能源等領域訂單明顯增多,日本多家工具機企業在美國航空航天領域及汽車領域工具機需求明顯增長時,抓住機會並擴大了工具機出口。

日本車銑複合加工機的發展一直是國內各大工具機廠的焦點,除了軟實力與硬實力的推陳出新外,日本在車銑複合加工機的產品策略也不斷地根據市場的現況持續地修正。根據日本瑞穗銀行(Mizuho Bank)在2010年發表的產業報告書中,提及有關日本工具機的產品策略(如圖2-15所示)。圖左為我們過去經常見到的全球工具機的產品等級與價位分類,而圖右是日本工具機的產品策略,日本採取的是成本策略,將過去屬於高品級/高價位的車銑複合加工機付與極具競爭力的價格,以滿足新興國家及先進國家在複合加工機市場的需求,並持續提高產品的附加價值令高價位的產品能被先進國家市場所接受。

資料來源:日本瑞穗銀行,2013

圖2-15 日本工具機的發展策略圖

為了發揮成本策略的優勢,日本的工具機廠商自2009年起即開始加強與全球工具機,及零組件廠的鏈結,我們可以看到的主要策略有三:

1.開發中品級/低價位的複合加工機,以加強在新興國家市場的銷售,例如Mori Seiki開發出三~四同動的車銑複合加工機NLX系列,以及五軸同動的車銑複合加工機NTX系列。除了廣佈銷售點外,更在中國大陸地區建構海外的製造工廠。

2.與海外的工具機廠接軌,例如:Mori Seiki與DMG的策略聯盟,除了交叉持股外,亦陸續展開技術交流,並採用雙品牌的銷售策略,全球無論各大展覽,皆聯合參展壯大氣勢。此外雙方亦聯合開發雙品牌的ecoline系列,並在上海的工廠生產。同期間,亦有部份的國內工具機廠接獲日本工具機廠的OEM訂單;甚至隸屬日系工具機廠的台灣大同大隈及台灣瀧澤,也獲得原廠的授權製造中品級的機台,並為產線擴編而增加廠房。

3.雖然台灣零組件廠商規模相對國際主要供應商的品牌知名度較小,不過受惠於台灣工具機廠商的支撐,使得台灣零組件業者具有較佳的成本優勢,許多日系工具機廠商開始採購台灣的零組件來降低成本。其中最具代表性的是上銀(HIWIN)的滾珠螺桿與線性滑軌,上銀近年在技術與公司規模的成長全球有目共睹,以較佳的性能價格比,提供全球工具機製造的需求,協助降低生產成本。

四、韓國工具機產業現況

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖2-16 2011~2015年韓國工具機市場銷售值與成長率

2010年韓國國內機械與汽車產業大規模進行投資與改造,使得韓國躍升為全球第四大金屬加工機械需求國家,2010年韓國金屬加工機械市場需求為45億美元,比2009年的25.8億美元增加了19.2億美元,擴大的幅度達到74.4%。2011年持續增加需求達到56.4億美元,並且市場銷售的金額達到183.5億美元。因此整體來說,2011年全球金屬加工機械市場最大的成長動力來自於亞洲地區,中國大陸、日本與韓國三個國家市場對金屬加工機械的需求佔全球市場總銷售值的55.72%。韓國主要提供的產品為金屬切削車床, 並且在2012全球前十五大工具機營收企業排行中,韓系廠商共有兩家,分別為排名第十二的Hyundai WIA,與第十五名的Doosan Infracore。

然而在2013年時,在歐洲債務危機遲遲未解決與美國景氣復甦搖擺不定所造成的市場衰退的情形下,韓國的工具機產值則僅達到53.1億美元,相較於2012年衰退3.26%。

五、德國工具機產業現況

資料來源:工研院IEK(2014/06)

圖2-17 2011~2015年德國工具機市場銷售值與成長率

歐洲工具機生產國,雖然在2009年並未出現如亞洲國家相同的大幅度衰退,但是由於歐洲國家長期以來仍以歐洲工具機市場重心,在歐洲經濟景氣未見撥雲見日之前,德國在2011年全年工具機訂單比2010年同期成長了42%,但大多是特殊機種或是整線系統產品,交貨期拉長,訂單無法完全貢獻在2010的產值,因此德國在2011年的產值依然比2010年成長,其2011年工具機產值約為140億美元,比2010年成長42.2%。

分析Gardner Research 的調查數據,德國曾於2009年於金融海嘯發生當時其工具機產值超越日本成為全球第一大工具機生產國,雖然2013年歐洲經濟景氣未見撥雲見日,美國債務問題僅呈現緩慢改善,但在中國大陸積極向德國進口中、高階工具機及生產技術來取代日本,如此再度讓德國在全球經濟景氣低迷的情形下,成為全球第一大工具機生產國,金額達146.8億美元,相較於2012年成長6.24%。德國工具機廠專長為完整的產品系列、德國廠商生產全系列的精密製造設備以及客戶導向的產品設計,廠商多為中小型企業。

德國工具機的應用八成以上集中在五大產業,為運輸工具業(如汽車、航太等),其次依序為電機電子業、家電業、機械加工業以及精密機械業,在國內需求方面,2013年德國工具機自給率約近60%,尚有部分中低價位機種自製並不符合成本效益,多半需仰賴國外進口,德國生產多屬於高單價機種,進口依存度維持在40.6%左右。受限於技術密集性的考量,德國工具機多半直接向使用廠商推銷並配合雙方互動的諮詢服務,展現產品的特色與優點,教育訓練的重要性亦不容忽視,舉凡性能、操作方式,逐漸擴大至應用軟體、周邊配備,甚至有廠商設訓練工廠,提供潛在客戶實機操作的環境。目前,銷售通路視各公司產品及行銷策略而定,多數廠商偏好自有通路,進口商則多委託當地代理商負責。

從2013年9月16至21日於漢諾威所舉行的EMO歐洲工具機展可以發現,各國製造商以「智慧化生產(Intelligence in Production)」為主題展出金屬加工機械產品、解決方案與服務。同時EMO執行官米勒(Christoph Miller)提到工具機廠必須要有無數技術水準相當的分身在客戶遍布全球的生產工廠扮演稱職的夥伴角色。無論設在那裡,效率、品質、產能彈性以及供應力是工具機用戶成功的基礎。而這相對成本效益往往成為客戶能否接單的關鍵因素,因此惟有透過工具機廠商提供智慧生產系統才能達成。故未來全球工具機廠主要扮演的角色會是客戶在全球化的布局中,以高超的技術能力擔任客戶的合作夥伴。因此歐美製造業對於未來工具機產品的需求主要方向為支援工廠之智慧化生產(Smarter manufacturing)。

因此工具機廠必須要具有無數個技術水準相當的分身,遍布在全球各地,以扮演好支援客戶端生產工廠的稱職夥伴角色。然而成本效益則往往是成為客戶能否接單的重要關鍵因素,故惟有透過工具機廠所提供之智慧生產系統方能協助客戶達成所需的成本效益目標。促成智慧生產系統萌芽是需要依賴持續創造與改善生產設備,其核心項目包含改變對機器的整體概念、操控技術、軟體、刀具及製程,此外客戶對生產設備性能的嚴苛要求也是促成工具機創新的主要動力,而EMO展對於智慧生產技術的定義則是為確保系統內廣義的個別智慧機器,能與所謂的工業4.0系統溝通。

再者,隨著機器設備的進步同時會造成客戶在操作設備時的高度挑戰,而智慧生產體系的誕生可以幫助客戶安心完成在使用工具機時的各項功能設定,並且理想的智慧生產系統應包括了多媒體監控系統、網路診斷系統、遠距服務等先進而創新的單元,因此為了讓客戶能順利操作此系統以提升客戶之生產效益,客製化的訓練服務將會成為極重要的一環。

此外,將現代的資訊技術整合到工具機,使工具機更具吸引力,並使工具機操作者達到更容易控制機台的目的。再者,機器、工具和機器零組件的開發是為了提升加工過程的生產力和效率,因此對工具機的製造商而言,他們需要具備有更多的彈性空間、較好的品質以及創新產品的概念,例如使用鈦金屬與複合材料與製造節能減碳的機械,並且需要對整機設計的概念作修正,包含了機具、控制系統、驅動元件、測量儀器及IT連接器整個生產製程中,再者惟有透過製造商不斷優化機械或整合生產系統,使其相關應用領域的製造能力得以邁進一大步,以達到提升人類需求的福祉。

第參章 各主要競爭國家工具機產業政策

第一節 台灣工具機產業政策

工具機產業由於企業文化較保守,較不願意投入前瞻性技術研發,因此政府有必要介入,幫助業者投入風險性較高之基礎技術與前瞻性研發工作。經濟部技術處於2011年開始推動「業界開發產業技術計畫-工業基礎技術政策性項目」,鼓勵工具機業者針對高階工具機找出其中關鍵的工業基礎技術加以研發與深耕,計畫期程將以3年為原則,將優先支持建立產研、產學或產學研長期合作關係。此外,工研院機械所在經濟部技術處科專計畫支援下,執行A+工具機發展計畫,希望帶動前十大工具機廠加入四大關鍵研發聯盟(一機一聯盟),將有助於建立大台中工具機產業高值化創新之合作平台。

2007年工研院機械所在經濟部技術處科專計畫支援下,執行A+工具機發展計畫,希望帶動前十大工具機廠加入四大關鍵研發聯盟(一機一聯盟),將有助於建立大台中工具機產業高值化創新之合作平台。

政府科技發展計畫預計於2014年投資3億元新台幣,由工研院主導發展高階工具機控制器,計畫期程3年,預期計畫完成之後,年產高階控制器 可達2萬套以上,並降低高階控制器成本50%以上,同時可新增工具機產值超過500億,且創造 500人以上高薪就業機會。

產業群聚可以加速區域創新和技術擴散,公共研發機構當初因受到台中既有的群聚優勢而吸引進駐,這些年在政府研發資源支持下,對帶動中台灣產業的創新已帶來關鍵性影響。並且,近年在政府期望下,研究機構也積極推動產學研合作研發計畫,成功扮演著產業與學術界間之合作橋樑;也培訓出一些優秀的研究人員,甚至衍生一些新創事業。

第二節 中國工具機產業政策

中國大陸中央政府所發布有關工具機相關的重要政策做一盤點,包括工業轉型升級規劃(2011—2015年)、十二五產業技術創新規劃、高端裝備製造業十二五發展規劃、機床工具行業十二五發展規劃。

工業轉型升級規劃(2011—2015年)其發展工具機重點項目為繼續推進高檔數控機床和基礎製造裝備重大科技專項實施,發展高精、高速、智慧、複合、重型數控工作母機和特種加工機床、大型數控成型沖壓、重型鍛壓、清潔高效鑄造、新型焊接及熱處理等基礎製造裝備,儘快提高中國高檔數控機床和重大技術裝備的技術水準。至於十二五產業技術創新規劃重點任務在裝備製造業方面,高檔數控機床與基礎製造裝備設計製造技術被列為重點開發項目之一。

根據中國大陸國家發改委員會、財政部與商務部最近所公告之『鼓勵進口技術和產品目錄(2014年版)』,如表3-1所示。其中新版的目錄包含一批節能環保、新一代信息技術、高端裝備製造、新能源汽車、新材料等新興產業發展所需的技術和產品。再者,在2014年版的『鼓勵進口技術和產品目錄』中,鼓勵引進的先進技術多達223項,其中有關發展工具機產品的技術共有36項,而這36項的工具機技術中,有三分之一是屬於關鍵零組件(如主軸、滾珠導螺桿、線性滑軌、旋轉工作臺、刀庫、伸縮護罩與主軸所需之驅動器等)的技術,至於其餘24項整機技術則是以大型化、高精度、複合化與高速化為主要需求的方向,並且也在2014年版的『鼓勵進口技術和產品目錄』中提到鼓勵發展的重點行業為三軸以上聯動的高速、精密數控機床及配套數控系統、伺服電機及驅動裝置、功能部件、刀具、量具、量儀及高檔磨具磨料的製造。

表3-1 中國大陸鼓勵進口工具機、量測儀器與機器人產品之規格

品項

序號

商品編號

商品名稱

工具機

B1

845710

鏜銑加工中心:1.工作台寬度≤630mm的鏜銑加工中心:≥4軸聯動;快移速度>60m/min,重複定位精度<0.0025mm;2. 630mm<工作台寬度≤1250mm的鏜銑加工中心: ≥4軸聯動;快移速度>40m/min,重複定位精度<0.003mm;3.工作台寬度>1250mm的鏜銑加工中心:≥4軸聯動;快移速度>20m/min, 重複定位精度<0.004 mm

B2

845710

彈性加工單元:5軸聯動

B3

84581100

84589100

車削中心:重複定位精度<0.002mm,主軸端徑向圓跳動<0.0005mm,加工圓度≤4×10-6×D mm(D為最大加工工件直徑)

B4

84601100

84602190

數控平面磨床(含成形、龍門、導軌、雙端面等):定位精度≤0.003mm/2000mm,重複定位精度≤0.0015mm/2000mm,龍門寬>3500mm,平面度≤0.003mm/3000mm

B5

84602110

84602120

84602910

84603100

數控磨床(含內圓、外圓、端面外圓、萬能、無心、軸承、專用等):定位精度≤0.004mm,重複定位精度≤0.002mm,加工圓度≤3×10-6×D mm( D為最大加工工件直徑),砂輪線速度>60m/s;刃磨:主軸轉速10000r/min,重複定位精度直線軸≤0.002mm,迴轉軸0.002°,多軸控制五軸聯動;坐標磨床:四軸四聯動、七軸四聯動

B6

84596110

數控龍門銑床:工作台寬度≥5000mm,重複定位精度<0.006mm/2000mm,≥4軸聯動

B7

84604010

數控研磨機床(不含深孔研磨機床):孔徑圓度≤0.002mm,孔的直線度≤0.002mm/200mm,研孔表面粗糙度Ra<0.05μm

B8

84772090

異向平行雙螺桿擠壓成型機:螺桿直徑>100mm

B9

84639000

數控曲軸圓角深滾壓和滾壓校直機床:滾壓數≥6,滾壓力≥30000N

B10

84602110

84602120

84602190

數控重型磨床:D>2500mm,微量進給≤0.0001mm,重複定位精度≤0.005mm,加工圓度<3×10-6×D mm(D為最大加工工件直徑)

B12

84629910

精鍛機(鉬)

B75

8462101000

全自動多模沖床:高速底蓋生產線上的裝備之一;13個模頭,最大速度2925個/分

B89

8461

8463

8475

陶瓷金屬鹵化物燈生產設備

量測儀器

B100

90318020

三座標測量機:X、Y、Z>3000×3000×2000mm,單軸精度<(1+L/400)μm,空間精度<(1.2+L/300) μm,探測精度<1μm(注:L單位mm)

零組件

B26

84795010

大型作業水下機器人:工作深度>300m,最大埋設纜直徑≥300mm

資料來源:中國國家發展改革委、財政部與商務部,IEK整理(2014/06)

再者,工具機產業的最大用戶是汽車工業,無論是整車或是零組件的製造廠都需要先進的工具機及其所組成之生產線。而目前與中國大陸合資的外國廠商則要求儘量選其自己國家的設備,如大眾使用德國製,日產、豐田則使用日本製,以及現代汽車主要採用韓國製的工具機產品。但是中國工具機之產品則無法滿足其汽車工業發展的需要。

目前中國汽車產業對工具機的消費主要分為兩個層面:首先是應用於製造整車所需的四條生產線,分別為衝壓、焊接、塗裝和總裝線;其次為加工或製造汽車組裝所需的零組件其中包含發動機、變速器、轉向系統、制動系統、傳動系統與懸掛系統等。不過在整車生產線中,衝壓線是工具機主要應用之部份,然而於汽車產業中真正使用工具機的重點則是在第二個層面,即是占整車全部裝備價值70%左右的汽車零組件加工,甚至汽車零組件加工對工具機的需求量要比整車廠大十倍以上。因此,工具機是汽車生產的重要設備,並且該產業採購工具機總金額占汽車製造廠固定資產總投資金額的2/3左右,因此直接影響到汽車的製造成本,而中國大陸汽車行業對工具機的需求則已達到整體工具機行業消費總量的40%,因此,製造工具機的能力將會決定中國製造汽車的等級與能力。

現階段中國大陸汽車最需要突破的核心功能零件製造項目為發動機,因此發動機之加工設備就成為中國在發展與生產汽車產品時不可或缺的裝備之一。再者,隨著整車企業之新車型的加速推進,對彈性化的發動機生產線需求越來越高,平均對於一條發動機生產線而言,一般需要能夠滿足至少三種機型的生產需求。同時,中國大陸的汽車產品未來發展將朝向輕量化,故對於發動機缸體、缸蓋材料之要求將由鑄鐵轉向鋁合金,因此需要提升現階段加工發動機之工具機能力,以因應市場之需求。

因此,優質平價的機器手臂與工具機所組成的自動化製造單元或自動化生產線,將可以迎合中國大陸現階段汽車零組件製造業所需的彈性自動化生產線,對於台灣工具機的整機廠而言,這將是提升產品的附加價值與擴展中國大陸市場之絕佳策略與時機。

第三節 日本工具機產業政策

日本機床工業的兩個發展階段:一是政策和投資拉動階段,20世紀50-70年代,日本經濟增長方式主要是政府投資驅動,日本政府投資佔設備投資之比在20%左右,同時政府出臺措施加快設備更新;二是出口拉動階段,1978年以後日本機床業出口比重增加,海外的機床訂單從1970年的6.7%增長到1990年的26.4%,1990年後日本經濟泡沫破裂,本土制造業開始萎縮,需求陷入低迷,而海外訂單比例持續提高,到2008年來自海外的訂單已經超過國內需求達到了56.4%。回顧日本GDP、機床產值及進出口數據,日本機床行業與日本乃至全球經濟周期性變化相關,機床行業景氣度略滯後於GDP的變化。雖然自1970年以後,日本機床行業受宏觀經濟影響經歷了6次衰退,但是日本機床的產值1982年超過德國後一直居世界第一。

日本機械工業技術研發之體系,首先是透過經濟產業省的工業技術院研發技術,再透過產業技術振興協會(JITA)和新能源及產業技術綜合開發機構(NEDO)來轉移技術給業界。其次是透過與郵電省共管的基盤技術研究促進中心(JKTC)以出資或是融資之方式來協助業界提升技術能力。第三則是直接利用專案計畫委託民間業者執行,並將成果擴展至產業界。第四則是透過稅制、財政部融資制度以及補貼等政策,來直接支援產業界提升技術能力。第五則是大學研究成果移轉給民間企業,最後經濟產業省也透過科學技術振興團(JST)協助民間業界提升技術能力。

日本的工作機械受到少子化、高齡化的影響,因此日本工作機械產業擔憂熟練的技術人員與大量退休、年輕人進入意願低將導致工作機械人才的量與質逐漸低落。故日本政府為使得日本工作機械產業得以持續發展,即積極推動產學合作活動,由政府依據大學等技術移轉促進法,於各大學設置承認TLO(移轉智慧財產之技術的機關),而各大學則是鼓勵產學合作,共同進行研究。該活動以日本工作機械工業會的會員為中心,目前推動較順利的開發事業是取得『新能源‧產業技術綜合開發機構(NEDO)』所提供之補助金的『高度機械加工系統開發事業(H18~H20)』。各企業透過該事業得以進行原先以自有資金無法投資的研究開發,而大學的研究人員也可以各種名義參與該事業。

此外,針對中小企業實施的措施為依據『中小企業製造基礎技術高度化』相關法律制定通稱為『支援(Support Industry)事業』的計畫。該計畫主要以達成技術高度發展、開拓新需求與加強日本製造業國際競爭力為目標。利用該制度投資且投入設備,目前也有以實現腦中構思之課題,開發出新客戶的案例。申請該支援事業時,至少聘請大學等的研究者擔任顧問並共同進行研究將能獲取較高評價。共同研究的時間為一年,但大多數成功獲得成果的案例都可持續研究三年以上,因此,日本政府的政策是希望企業能先確定好明確的課題和目的再進行共同研究。同時亦不可忽略持續提出報告和聯絡、掌握進度、理解問題等重要事項。

再者,2011年8月在日本內閣會議決定之科學技術基本計畫第23頁,將『加強共通基礎以強化產業競爭力』列舉為課題之一,將以高度發展測量分析技術、精密加工技術和組裝系統開發技術、整合主要技術、建立性能與安全相關評價手法以及促進材料、零件、裝置等硬體和軟體合作之研究開發,建構出全新的製造技術共通基礎,以因應各種市場需求。

第四節 韓國工具機產業政策

南韓工具機在主要零件的國產化或產品開發能力上仍大幅落後於先進國家之後,因此南韓產業資源部為了強化供需連繫中心的技術革新網路,在培育具專業技術力的中小企業的同時,亦協助中小企業需累積技術能力,並輔導敢擅設備投資結構,故1991年底,韓國政府提出了高級先進技術國家計畫(Highly Advanced National Project;HANP),由韓國科技部、工商部、能源部和交通部聯合實施。該計畫的目標是:到2000年把韓國的技術實力提高到世界一流工業發達國家水準。這一計畫包括先進製造系統、新能源、電氣車輛、人機介面技術等7個大專案,其中先進製造系統的含義是將市場需求、設計、製造和銷售等整合在一起的系統。先進製造系統專案從1992年12月開始實施,為期10年,共分3個部分:基礎技術,開發整合化的開放式系統、標準化技術以及系統性能評價方法;下一代加工系統,開發下一代加工設備、機械技術與生產工藝技術;電子產品的裝配和檢驗技術,開發下一代印刷版裝配和檢驗技術、高性能裝配機構和製造系統、系統操作整合技術和智慧技術等。

韓國於1991年8月正式提出實施“高級先進技術國家計畫”,即是著名的G7計畫。G7製成品技術開發計畫中的“先進製造系統”專案是一個將市場需求、設計、車間製造和分銷整合在一起的系統,旨在改進產品品質,提高生產率,增強國際競爭力,使韓國的製造技術達到世界一流水準。該項目由韓國工商部主管,投資總額為5.95億美元,其中政府資助2.77億美元,企業籌集3.18億美元。

目前韓國仍是國際研發組織IMS的成員國,由韓國生產技術研究院(KPTI)負責主導技術研發議題規劃,主要研發的重點包含超精密加工機、系統與流程技術、機器人與智慧機械技術、綠色製造與雷射技術等。

第五節 德國工具機產業政策

在德國方面,1995年,德國政府、企業界、科技界和工會組織共同提出了2000年生產(Production 2000)計畫,該計畫的執行時間為1995~1999年。其主要研究領域:產品開發方法和製造方法,研究如何縮短產品開發和製造週期的方法;產品製造過程中的經濟學,開發可重複利用的材料、可重複利用的產品以及「清潔製造」過程,制定新材料的標準;對於製造的後勤學,研究能夠縮短製造週期和降低運輸費用的方法;對於製造的資訊技術,開發適用於製造的高效可控的通信系統;多變環境下的製造方式,研究開放的、具有學習能力的生產組織結構以及可重組生產系統的設計和運行等。

除2000年生產計畫外,近幾年,德國教育、科學、研究與技術部(BMBF)和聯邦經濟部(BMWs)還相繼發起了“品質保證計畫”、“工作和技術計畫”、“保護環境的生產計畫”、“微系統技術計畫”、“工業基礎技術研究計畫”等,這些計畫主要研究開發可靠的品質管制體系;工業機器人的編程問題;流程工業中的彈性生產結構;電腦多媒體系統;工業生產的發展與環境保護間的協調;微系統製造技術;利用工業基礎研究成果開發新產品、新加工技術和新技術等。

面對未來製造技術的趨勢,德國也積極規劃新興產業與先進製造技術的整合科技,其中最為鮮明的就是以汽車產業作為發展永續製造的典範(如圖3-1),強調能源效率、資源效率、永續供應鏈、減少環境衝擊、視工廠員工優先、發展更為綠色的產品,結合新材料的製造技術與高效能的製造設備,結合在ICT-enabled人工智慧製造平臺上,發展數位化、智慧化與虛擬化工廠。

德國政府相當重視工具機工業的戰略性地位,重視工業發展並發展工業需要的設備。在19世紀開始興建鐵路時,法國政府的政策是購買工具機,而德國政府的政策是自己製造工具機,當時德國學習英、美的先進工具機技術,並在世界上首先建立工具機實驗室,不斷進行對比試驗,加以改進,還派工程技術人員出國學習。因此,其工具機生產和製造技術進步相當快速。

德國政府全力加強工具機工業的發展,如制定工具機精度標準、更新產品結構,將傳統技術與現代電子技術相結合,發展各種工具機,逐步搶回了喪失的世界市場,德國工具機工業始終堅持以人為本,重視提高從業人員素質,培養各方面人才,重點培養熟練技工。在企業中,新工人必需經過嚴格培訓,堅持師徒相傳,傳授技藝。在發展工業自動化生產中,堅持強調“人”的作用,認為即使採用電腦控制、管理整個生產過程,發揮創造性,決定性因素仍是高素質的“人”。德國對工具機設計、製造、使用技術精益求精,根據客戶要求,設計出最佳工具機,滿足客戶多方面的要求。德國工具機製造公會(VDM)及工業與研究組織共同合作針對最新科技與趨勢的規劃,未來將增加對新材料及新科技的發展與應用,以前僅在航太使用高科技,目前在中、小型的機械工程公司也開始使用。創新電腦輔助科技、輕量化設計、雷射技術以及硬式加工法廣泛地使用在機械工程業,反應機械工程領域的轉變。

德國2012年提出「工業4.0」跨部會(聯邦教育研究部、經濟能源部與內政部)、跨產業(機械製造、電子電機與資通訊)合作的未來計畫,該計畫屬於聯邦政府落實「2020高科技戰略」的十大未來計畫之一。其計畫核心在於建置在物聯網架構下,智動化生產的「數位化智慧工廠」,可垂直整合工廠及企業管理流程,並水平整合整個價值創造網絡,從訂單到交貨且實現產品及其生產系統生命周期工程整合。而所需發展的核新技術為智慧整合感控系統CPS(Cyber-Physical system),其為網路化嵌入式系統,結合感應器、致動器與通訊網路基礎設備,具計算、通訊與控制功能,並將CPS導入生產製造過程稱為智慧整合感控生產系統(Cyber-Physical Productions-system/CPPS)。再者,該計畫以人為關注焦點、而非被邊緣化;強調人機協同合作,從業人員 由生產過程「操作者」晉升為過程的管理者與生產決策控制者。如此將會推動德國工具機的設計朝向發展智能工具機的方向前進。

資料來源:FoF Ad-hoc Industrial Advisory Group(2010)

圖3-1 德國汽車產業的永續製造技術規劃

第肆章 主要競爭國家間之整體產業競爭力分析

第一節 工具機整體產業競爭力比較

經由本研究的專家訪談問卷統計結果顯示,2013~2015年亞洲工具機主要生產國(日、台、韓與中國大陸)與歐洲工具機主要生產國德國之整體競爭力預估的結果大致延續過去幾年的態勢,各國並未因金融風暴的相關產業措施對競爭力強弱的相對態勢有所改變,其中以德國位居此五國工具機競爭力之首,並且這三年整體評分預估均接近40。其次2013~2015年日本工具機競爭力評比雖有逐年的上升,從2013年的36.6 預計到2015年會上升至37.1,但依然是此五國當中位居第二位。2013~2015年韓國工具機競爭力依然維持亞洲四國工具機競爭力第二位,並且位居五國工具機第三位,整體評分由2013年的29.74上升到2014年的29.99,於2015年的時候會微幅升到30.35,此時排名會仍為五國工具機第三位;而台灣工具機競爭力排名在2013~2015年皆是位居五國工具機的第四位,整體評分由2013年的27.1上升�