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當工業機器人大軍來襲,產業如何轉型與升級?

作者 / 張小玫,國研院科政中心

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機器人正在改變世界。圖片來源:flickr

近年來,工業機器人與設備自動化成為工業發展的重心,不管是半導體、面板、食品、網通、汽車、紡織等等,各種勞力密集產業積極尋求更高效率生產方式,試圖以機械化取代大量人力,讓多餘資金能夠聘請更多研發、管理人才,不僅降低人力成本也提高生產效率。

根據美國波士頓諮詢公司(BCG)於 2014 年 8 月發佈報告「全球製造業轉移中的經濟-全球成本競爭力之轉變」(The Shifting Economics of Global Manufacturing, How Cost Competitiveness Is Changing Worldwide),從產品製造出口的經濟成本角度,觀察過去 10 年(2004 ~ 2014年)全球製造業競爭版圖之變化。BCG 透過比較四大因素:勞動力生產率、能源成本、匯率與製造業工資進行評估,製造業成本競爭力改變的影響正重新定義全球的製造業版圖;其中,影響最大部分就是勞動力成本。綜觀全球製造業營運成本,以美國(100)製造業營運成本為基本指數,其實台灣(97)和中國(96),已相當接近美國,而印度(87)、印尼(81)遠低於其他國家,但是南韓、日本及歐洲國家之指數相對就高於平均值。中國方面,在過去 10 年耕耘之下使製造業供應鏈還能支撐出口貿易一段時間,但未來恐隨著人口結構老化及少子化影響,將造成越來越多的外國投資人與外國企業撤離,恐怕難恢復過去的投資熱潮。

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圖一、全球前 25 大出口國 2014 年製造業成本指數。

全球機器人與自動化設備發展至今,已有許多廠商占據重要地位,包括瑞典的 ABB Robotics、日本的 FANUC、Yaskawa、NACHI 與 MITSUBISHI、德國的 KUKA Roboter、美國的 Rockwell Automation 與 AdeptTechnology、義大利的 COMAU、中國的首鋼莫托曼(Motoman)機器人公司、新松機器人自動化公司,還有台灣的上銀、友嘉與台達電等等。

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圖二、全球主要國家工業用機器人密度及大陸機器人數量。圖片來源:科技政策

機器人仍無法完全取代人力

機器人雖可相對替人類提高工作效率,但在製造業中,仍有一些機器人無法完全取代人力部分,包括(1)在後端工作流程的傳統人力,以及雲端數據分析等工作,仍無法被機器人取代;(2)更需要具備經驗的管理人員與資深員工,調整最佳化、遠距監控與調度機器人,才能讓自動化生產維持穩定;(3)機器人可在重覆與單調的作業,縮短產品的生產時間與流程,但也須搭配視覺辨識,才能實現與人類相當流暢的「手眼協調」。

中國對機器人應用的優惠補貼達到 15 ~ 30 %

中國在『中國製造 2025』政策支持之下,對機器人的應用實施優惠補貼。廣東已啟動機器人産業發展專項行動計劃,將從全省 159 家機器人重點製造企業,選出重點支持 15 家龍頭企業,並通過建設三個智慧製造研究院,進行科研攻堅、技術突破。廣東要在搬運、拋光、打磨等勞動力強度比較大的生産環節方面,率先使用機器人,讓工業機器人得到更廣泛的應用。

2015 年,廣東省獲得 3 億的資金,透過以事後獎勵補助的方式,對採購機器人的價格,給予 15 %到 30 %的補貼;2016 年針對降低企業成本負擔,大陸中央再推出新舉措。大陸國務院 2016 年 8 月 22 日公布《降低實體經濟企業成本工作方案》,將在 6 大方向發力以降低企業綜合成本,具體措施包括:全面推動營改增試點,年減稅額將達 5,000億元(人民幣)以上,並提出要支援有發展潛力的實體經濟企業之間債券轉股權;對於目標任務,方案指出要在 3 年左右使實體經濟企業綜合成本合理下降,盈利能力明顯增強。

2016 年中國已有 77 個地方政府推出鼓勵發展機器人的優惠政策。深圳每年補貼 7,600 萬美元(24.5 億元台幣)支持機器人產業,廣東省 2016 年也將提供 5,500 萬美元(17.7 億元台幣)補貼,其他還有對相關工業園區、基礎設施的投資及補助企業將生產線由高成本人力轉換為機器人。

事實上,目前中國企業使用的工業機器人 70 %從國外進口,而國產的機器人也有 70 %的零組件是進口,所以,中國政府其實是靠砸錢在全球機器人市場拿下高市佔率。中國機器人製造發展的最大技術問題,仍在核心零部件和關鍵技術無法掌握,主要是減速器、傳感器、伺服電機和運動控制器這四個方面存在技術瓶頸。

『中國製造 2025』如何規劃機器人產業

為因應勞力成本高漲及人口老化衝擊,中國對工業機器人與服務機器人的需求在未來 10 年內仍將持續增加。據國際機器人協會 IFR 指出,全球主要國家工業機器人密度,也就是每一萬名工廠工人平均安裝的機器人數量,2014 年中國只有 30 台工業機器人密度於全球排名第 28 名,在官方大力推動下,2020 年時,每一萬名工人將達 150 台機器人,排名擠進前 10 名。接下來中國發展機器人目標在於提高工業機器人產業鏈核心零組件自製率,及尋找服務機器人需求的切入點。

需求:

.預計 2020 年工業機器人銷量達到 15 萬台,保有量達到 80 萬台。
.預計 2025 年工業機器人銷量達到 26 萬台,保有量達到 180 萬台。
.預計 2030 年工業機器人銷量達到 40 萬台,保有量達到 350 萬台。

2020 年目標

.自主品牌工業機器人國內市場佔有率達到 50 %。
.關鍵零組件的國產化率達到 50 %以上。
.培育出 2 – 3 家年產萬台以上、產值規模超過百億元、具有國際競爭力的龍頭企業。
.新一代機器人的核心技術取得突破。

2025 年目標

.自主品牌工業機器人國內市場佔有率達到 70 %以上。
.關鍵零組件的國產化率達到 80 %以上。
.自主品牌服務機器人實現產業化及普及應用。
.有 1 – 2 家企業進入世界前 5 名行列。
.新一代機器人樣機研製成功,進入示範應用。

2030 年目標

.自主品牌服務機器人達到國際先進水平。
.新一代機器人實現小批量生產及應用。

目前,中國登記在案的機器人企業已超過 500 家,並有逾 40 家的機器人概念的上市公司掛牌。現階段中國自行製造機器人的成本過高,不利整體產業發展,因此十三五規劃的出台即是要解決中國機器人產業發展過程中存在的技術基礎薄弱、關鍵核心零組件依賴進口與科技成果轉化應用滯後等問題,期能在 2020 年同時達到關鍵零組件自製化與外銷中國製高階機器人產品的目標。

台灣從「2015 台灣產業發展願景計畫」到「五大創新產業計畫」

2006 年經濟部啟動「2015 年台灣產業與科技整合研究計畫三年計畫 」,其中機器人正是其中一項關鍵技術。後來隨著工業 4.0 概念,2015 年為加速產業創新、加值轉型與產業加值化而推動「生產力 4.0 發展方案」,接著 2016 年 5 月小英政府就任後,行政院長林全於 7 月 21 日在行政院會聽取經濟部「智慧機械產業推動方案」報告後表示,智慧機械產業推動方案是政府五大創新產業計畫之一,也是總統的重要政見,目的是希望讓台灣成為全球智慧機械及高階設備關鍵零組件的研發製造中心。其中,機器人產業相關智慧技術更是標列的關鍵技術。

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圖三、小英政府上任後建構智慧機械產業生態體系的規劃。資料來源:行政院會後記者會(第 3507 次會議),2016/7/21

台灣有誰在發展機器人?

台灣廠商挾半導體與工具機長年以來研發與技術能力,近幾年也開始慢慢嶄露頭角。機器人概念主要是屬於工業電腦類、機械自動化設備及系統,長期以來,台灣廠商在這三方面的產業布局很完整,早已形成優勢。台灣主要相關廠商,如下:

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圖四、工業機器人產業地圖:台灣廠商。

其中,鴻海積極發展「雲移物大智網 + 機器人」等七大領域,響應大陸當地的「機器換人」專案項目,鴻海集團宣布旗下富士康部分生產作業 70 %由機器人(手臂)操作,以一台機器人成本人民幣約 10 萬多元計算,仍低於三個工人一年人民幣 15 萬元的成本,加上機器人使用壽命約三年以上、運作一年即可回本,也更安全。鴻海自行發展的機器人部隊有 4 萬台,且包辦 70 %的機械類製程技術,目前在鄭州、昆山與深圳等地實現自動化工廠。另外,鴻海集團宣布旗下富士康自行研發的「Foxbot」工業機器人今年(2016)將首度擴大中國商用布局,從「自用」走入「對外販售」,並以年產量突破 1 萬台銷售到商用市場。

當機器人改變勞動力結構,產業如何應對?

事實上,在工業機器人領域,許多台灣本土廠商已具備關鍵零組件技術,包括:機器人機電設備、感測元件、多軸機械手臂與人機界面等等。同時,政策扶植智慧型工業機器人,同時也將帶動 3D 視覺感測、大數據分析等新興技術。

當工作逐漸被機器人或自動化取代下,許多低階及中階工作可能不保,而只有少數高技能人才能夠以高薪收割生產力上升的果實,未來將造成貧富不均更加嚴重。為解決機器人時代的貧富差距問題,建議企業也應將機器人所創造的附加價值,重新合理分配給更多的勞工。同時,建議政府應再加大投入在職教育的培訓補助經費,輔導失業人口二度就業。

工業機器人將改變勞動力結構,甚至重塑全球製造業版圖。因應全球人口老化及青壯人力短缺議題,同時為應對全球工業升級浪潮下的產業合作新局,台灣提出「生產力 4.0 」政策,中國則提出「中國製造 2025 」,兩岸如何在彼此政策間尋找對接合作契機,避免惡性競爭,成為思考重點。

 

參考文獻

  1. Boston Consulting Group (BCG), The Shifting Economics of Global Manufacturing, How Cost Competitiveness Is Changing Worldwide 2014/8
  2. 廣東將加大機器人採購補貼 重點扶持15家龍頭企業,人民網 2016/1/26
  3. 鴻海機器人部隊 進軍商用,經濟日報 2016/8/9
  4. 中國大陸《中國機器人產業規劃》:10大標誌性產品,科技產業資訊室 2016/4/11
  5. 林揆:推動智慧機械產業發展 打造中臺灣為全球智慧機械之都,行政院新聞傳播處 2016/7/23
  6. China seeking to join the Top 10 robotics nations by 2020, IFR Press Release 2016/7/26
  7. 國務院關於印發降低實體經濟企業成本工作方案的通知,國務院 2016/8/22

 

(本文授權改寫自:國研院科政中心 科技政策觀點網站工業機器人改變勞動力結構,重塑全球製造業版圖

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