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第四次工業革命 台灣工具機不缺席 公會籌組「生產力4.0應用發展聯合委員會」

發佈日期: 2016-05-17

因應全球工業4.0及智慧製造的發展趨勢,配合行政院生產力4.0的方案,8月13日工具機暨零組件公會召集所屬會員,成立「生產力4.0應用發展聯合委員會」,並於該委員會分組成立了,包含:整機智能化技術發展暨應用、元件智能化技術發展暨應用、刀具智能化發展暨應用、機器人應用技術、知識數據化應用技術、M2M及感測器技術應用、智能化應用技術發展規劃、產學研智能化應用技術交流等八個專項委員會。

金融危機以來美國經濟受到重創後,就業率低迷很久,製造業佔GDP的比率很小,美國發展很多軟體卻沒有硬體製造基礎,研發能力、創新能力沒有平台可以應用,很多生產線都跑到中國生產,美國發現德國經濟維持很好的狀態,成為歐洲的經濟支柱,就去學德國提出「再工業化」,美國想藉這個機會恢復它的製造能力,德國製造能力及研發創新一直維持均衡發展,為了維持德國製造能持續強盛所以發展「工業4.0」,日本機器人一直做得很好,要做到智慧製造生產是很快的,首相安倍親自推動機器人革命宣言,此外,中國發布「中國製造2025」,宣示要在十年內擠身製造強國。台灣近期也提出生產力4.0,透過智慧製造、機器人、綠色生產、物聯網(IoT)、雲端技術和大數據資料分析技術,為產業帶來加值的效果。

德國的「工業4.0」

「工業4.0」(Industry 4.0)一詞最早是在 2011 年的漢諾瓦工業博覽會提出。2012年10月由羅伯特‧博世(BOSCH)有限公司的 Siegfried Dais 及利奧波第那科學院的孔翰寧組成的工業4.0工作小組,向德國聯邦政府提出了工業4.0的實施建議。2013年4月8日的漢諾瓦工業博覽會中,工業4.0工作小組提出最終報告,隨後列入德國政府施政主軸之一。2015年2月21日德國總理梅克爾在聯邦政府播客(Podcasting)中發布,德國將推動「工業4.0」的標準,並在歐洲甚至全球推行。

「工業4.0」是指第四次工業革命,第一次工業革命是利用水力及蒸汽的力量作為動力源,第二次工業革命則使用電力為大量生產提供動力,第三次工業革命則是使用電子裝置及資訊技術(IT)來增進工業製造的自動化,而第四次工業革命則是透過數位化資訊整合感應器、物聯網、大數據、互聯網路…等數位科技,提供更智慧化及自動化的生產與供應鏈能力,並結合智能化機器人的工業生產模式。

工業4.0是一個德國政府提出的高科技戰略計劃,由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟及科技部聯合資助,投資預計達2億歐元,用來提昇製造業的電腦化、數位化與智慧化。目標是建立具有適應性、資源效率、及人因工程學的智慧工廠(Smart Factory),在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴。其技術基礎是智慧整合感控系統(Cyber-Physical System, CPS)及物聯網(Internet of Things, IoT)。如果架構陸續成真,最終將能建構出一個有智慧意識的工業世界。

德國工業產值佔國內生產總值的20%,德國希望繼續保持工業強國地位。因此,德國工業生產必須邁向數位化,即實現「工業4.0」,總理梅克爾特別強調,工業領域的數位化生產必然對勞工市場產生影響,一些原來由人參與的工序變為由機器人完成,因此人們需要「終身學習」,跟上時代發展。對此,德國應注重培養合格的技術人才,繼續鼓勵學生就讀理工科專業,同時增加女性在相關領域的就業機會。

美國的「再工業化」

美國服務業佔總GDP的77%,而製造業僅佔總GDP的12.9%,服務業已是美國經濟發展的主要動力,其中,「虛擬經濟」的金融產業貢獻度最高,在產業空心化的趨勢下,虛擬經濟並沒有創造相對的就業機會,自2008年底金融危機爆發後,美國政府開始重新審視實體經濟與虛擬經濟的關係,製造業再度受到重視,在此同時,亞洲新興國家人力成本逐漸上升,原本在海外設廠的企業興起一股回流趨勢。美國歐巴馬政府除了考慮全球經貿趨勢外,同時也考量到當前美國仍擁有製造業競爭實力與利基,期待藉由開發製造業未完全發揮的潛能,帶動美國本土的經濟成長,於是在2009年11月提出「再工業化」(Manufacturing Renaissance)政策。

2011年6月,歐巴馬總統在聽取美國科學與技術總統諮詢委員會提出「確保美國在先進製造業的領導地位」報告後,提出「先進製造合作夥伴(Advanced Manufacturing Partnership, AMP」計畫,由政府作為橋樑,促使美國研發成果可以順利留在美國本土進行商業化生產。同時在2012年1月再推出「委外工作轉回美國計畫」(Insourcing American Jobs),鼓勵美國企業將海外的生產轉回美國。

2012年3月,美國政府又提出「全國製造創新網路(National Network for Manufacturing Innovation;NNMI)」,由5個聯邦機構負責,包括了國防部、能源部、商業部、美國航空總署、國家科學基金會,2012年已設立國家積層製造創新研究院,2013年又推出三個新的製造創新研究院,包括「數位化製造與設計創新(Digital Manufacturing and Design Innovation)」、「輕量和現代化的金屬製造(Lightweight and Modern Metals Manufacturing)」及「次世代電力電子製造(Next Generation Power Electronics Manufacturing)」,而前兩項由國防部主導,最後一項則由能源部主導,後續則準備在十年期間投資10億美元,目標是在全美國15個地區成立製造創新研究院,以作為區域創新與人才培育中心,縮短基礎研究與技術開發間的差距,藉此加速商業化進程。每個研究院將發展獨特的重點領域,匯集企業、大學以及社區大學資源,由公私合資開發領先技術與養成人力,以促進在地生產。

日本的「機器人革命」

2015年5月15日,日本首相安倍宣佈成立「日本機器人革命行動委員會」(Japan's Robot Revolution Initiative Council),目標便是要倍增機器人在製造業的應用,以降低勞動成本。安倍晉三敦促企業要「推廣機器人的使用,將其普及到從大型工廠到國家社會經濟的每一個角落」。

這個行動委員會負責由日本政府發起,受到200家企業和大學支持的一項五年計劃,旨在深化智能機器在製造業、供應鏈、建築業及醫療保健領域的使用,同時將機器人的銷售額從目前的每年6000億日元(約合49億美元),到2020年預計提高到2.4萬億日元。日本經濟產業省聲稱,日本企業如發那科(Fanuc)、安川電機(Yaskawa Electric)、川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)等,在工業用機器人領域佔全球市場的50%。在精密齒輪、控制機器人四肢的伺服電機和專業傳感器等領域,日本企業佔全球市場也高達90%。

相較於其他國的工業發展,日本製造業則偏重工程上的創新,專注在「人」,以人為核心發展工業4.0。日本經濟産業省(METI)去年十月啟動了大數據研究小組,目標是以Data Oriented Approach填補未來十年日本人口減少的生產力缺口。企圖以機器人的計算能力、語音和圖像識別能力,以及機器學習領域的進展,幫助日本戰勝人口迅速老齡化,以及勞動力不斷縮減的挑戰。

中國的「中國製造2025」

中國工程院在2013年1月啟動“製造強國戰略研究”重大諮詢專案。該專案由中國工程院院長周濟和原常務副院長朱高峰院士擔任專案組長。經過50多位院士和100多位專家一年多的調查研究,提出實施「中國製造2025」建議。

2015年3月25日,中國大陸國務院常務會議通過「中國製造2025」推動方案。2015年5月19日,經中國總理李克强簽批,由國務院成立“國家製造强國領導小組”全力推動實施製造强國戰略。「中國製造2025」成為橫跨兩個五年計畫(包括2016年至2020年之十三五規劃與2021年至2025年之十四五規劃)之製造業由大轉強之十年中長期規劃案。

「中國製造2025」是中國版的「工業4.0」,不同於歐美先進國家的工業化進程線性式發展,由1.0、2.0、3.0再到4.0;中國的工業發展仍然落後,停留在2.0和3.0階段,中國企圖以推動「中國製造2025」來個“彎道超車”,一舉領先歐美的工業水準。

「中國製造2025」行動綱領中,明確點出希望中國大陸在2025年成為世界製造強國,在製造業主要領域上,要具有創新引領能力及競爭優勢,並建成全球領先的技術體系和產業體系。十年目標是邁入製造強國之列,希望到2020年,中國大陸要達成製造業資訊化水準大幅提升、掌握重點領域關鍵核心技術、降低工業污染以及排放,以及製造業要數位化、網路化、智慧化等四大目標;到2025年,則要做到工業化和資訊化(兩化)融合邁向新台階、重點行業污染排放下降達成世界先進水準、培育一批具國際競爭力的跨國公司和產業集群等三大目標。

台灣的「生產力4.0」

3月23日行政院科技政委顏鴻森召開跨部會啟動會議責成各部會議題分工,4月、5月分別召開三次議題內容討論與檢視會議,並於6月4-5日召開大會獲致發展方向的共識。「科技政策綱領」(草)案於7月17日提報行政院科技會報第九次會議討論通過,下一個4年(2017年~2020年)科技政策發展方向定調為生產力4.0。

行政院規劃的「生產力4.0科技發展方案」,三大主軸方向分別為「關鍵技術自主化」、「擴大複製產業A-team模式,創造螞蟻雄兵式的競爭優勢」、「產學連結培育人才」。關鍵技術將布局發展三大科技主軸,來推動先進製造,分別是智慧機器人的智慧製造技術、物聯網的全線偵測監控技術和巨量資料的資料擷取分析技術,進而輔導中小企業生產數位化、大企業營運智慧化,達成以訂製化的服務導向體系,來帶動及深根台灣的先進製造技術。而發展積層製造(3D列印)技術,將朝需要大量客製化加工的醫療應用及結合雷射技術的複合加減法加工技術,朝醫療及工業製造兩個方向進行。

簡單的說,生產力4.0就是,透過物聯網(IoT)、雲端技術和大資料分析技術,為產業帶來加值的效果。所謂的生產力4.0就是邁向生產製造彈性、換線智慧化的模式,而生產力從1.0到4.0其實就是臺灣產業發展進化的過程。最早的1.0指的是生產製造程式化,到2.0就是生產製造整線電腦化,目前臺灣處於生產力3.0的模式,除了生產製造電子化外,也包含導入企業資源規畫系統(ERP)及製造系統數位化。

工具機暨零組件公會的「生產力4.0」

工具機暨零組件公會年前於3月27日及4月8日,分別召開第三屆「工具機聯合專委會」、「零組件聯合專委會」,研擬制定工具機產業白皮書及討論工業4.0產業因應對策,在行政院規劃的「生產力4.0科技發展方案」出來後,8月13日工具機暨零組件公會即召集所屬會員,成立「生產力4.0應用發展聯合委員會」,積極尋找台灣最強的發展項目。

「生產力4.0應用發展聯合委員會」,項下包含:整機智能化技術發展暨應用、元件智能化技術發展暨應用、刀具智能化發展暨應用、機器人應用技術、知識數據化應用技術、機器聯網M2M及感測器技術應用、智能化應用技術發展規劃、產學研智能化應用技術交流等八個專項委員會。

要提升到生產力4.0還需要關鍵元件技術,例如:感測技術、機器聯網M2M、大資料決策、生產機器人控制與人機協同作業,以及智慧化彈性(客製)生產系統,而這些剛好都是台灣工具機產業在行的發展項目,理事長卓永財表示,工具機暨零組件公會將藉由「生產力4.0應用發展聯合委員會」,聚焦討論如何促進臺灣工具機的整機、產線、刀具、元件的智能化技術以及機器聯網(M2M)發展,建構生產力4.0共通性基礎技術、系統平台,以擴展產業競爭優勢。

圖1、工具機暨零組件公會生產力4.0應用發展聯合委員會暨所屬專項委員會組織架構圖

生產力4.0人才是關鍵

要發展生產力4.0,人才將是重要關鍵。生產力4.0的人才培育,將會有兩個重點,一是培育技術整合應用的人才,另一是培訓讓「操作員」晉升為「控制者」和「管理者」的產業從業人員。生產力4.0的人才培育規劃,將由教育部、經濟部、科技部、勞動部等跨部會合作,從正規教育體系、產學研各界研究機構(系統)及在職培訓體系等三方面,推動產官學研先進製造研發網絡、發展跨領域教學模式、推動多元培訓、職訓,提升在職人員職能,以及以策略聯盟方式,由中堅企業結合供應鏈共同參與產學合作,培育培育生產力4.0所需之人才。

工具機產業發展生產力4.0所需要的人才,將會是感測器與工業IC設計,在工具機的整機、產線、刀具、元件的智能化監測以及機器聯網(M2M)發展時都需要使用大量的感測器,特別在於感覺、視覺、觸覺、聽覺或感測溫度、濕度、流量等等;另外,在智慧控制及機器聯網、雲端數據的部分需要用到工業IC,而台灣的IC產業大部分都是做消費型IC幾乎沒有人做工業IC,理事長卓永財表示,將推動科技部的預算結合清大、交大、中正等大學院校,結合晶片中心、科技中心的能量,藉由行政院推動生產力4.0計畫,培養感測器及工業IC設計人才。

理事長卓永財特別重申,政府應該扶植真正在台灣創造就業機會的產業,人民有所得才能消費、才能納稅,有人納稅政府才有錢做公共工程、社會福利,國家才會進步。此外也勉勵會員,未來十年發展生產力4.0,如果能夠利用這個機會調整組織進行企業改造,大家朝著這個目標,特別是工具機未來將面對大陸市場高度競爭的挑戰,相信台灣還是很有競爭力。

本活動刊登於MA雜誌NO.74

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