工業4.0 台灣兆元機械產業的升級方向

工業4.0一直是個重要議題,前段時間我主持一個「智慧機械高峰論壇」,與會者談到不少台灣機械產業面臨的挑戰,也提到大數據(Big data)、雲端及5G等工業物聯網興起後,對於台灣製造業的衝擊。由於論壇中有很多不錯的討論內容與想法,我想藉這個專欄與大家分享。

大家都知道,機械產業是繼半導體、面板後,台灣第三個兆元產業,但是,機械產業其實早在2017年就達1.1兆元產值,可是最近幾年成長有限,2020年全球疫情肆虐又讓工具機產值明顯衰退,到第四季才逐漸回升。預估2020年產值是1.1兆元,今年則在全球景氣回升下,可望再增至1.2兆元。

不過,對機械業來說,各種新挑戰才正開始。當商品朝個人化、客製化及少量多樣發展,生產條件必需跟著靈活應變,各種智慧化、自動化的監控、維護及遠端維修能力也要升級,在各種新技術加入後,也讓過去製造業最重要的兩項科技IT(資訊科技)與OT(營運科技),還要再加上CT(通訊技術)、DT(資料科技)及ST(資安技術),這5T對製造業來說將愈來愈重要。

以CT為例,通訊技術是工業物聯網架構中,底層設備與上層雲端平台的訊息傳遞橋樑,因此穩定是產品設計的第一要件,但是各家企業規模大小、製造系統各有不同,對通訊設備的需求也各有差異,在過去自動化時期,製造業對上述差異性需求較低,但當進入智慧製造時代,重要性就立即浮現。

尤其5G專網技術加上工業雲及大數據的發展,對傳統機械業及製造業來說,更是很大的刺激與轉變,因此論壇中也邀請德國西門子、海德漢,以及日本發那科、三菱等全球四大數控系統公司,分享他們對工業製造的未來願景。這些德、日先進大國對整合5T與製造技術都已經有很多的進展,也提供很好的解決方案。

德國工業4.0進化版 將德國工廠及5T技術全部移植

此外,另一個值得注意的衝擊,是來自一位研究工業4.0多年的與會者提到,早在兩年前,德國達姆斯塔特工業大學(Technical University of Darmstadt)就曾接受德國製造大廠的委託,計畫把德國母廠的製造生產條件及流程統一並規格化,先行在歐洲完成三地的遠端平台複製,並計畫接下來移植到中國23個城市,這其中當然包括5T等相關技術。這個作法對德國發展及實現工業4.0,將是一個很大的躍進。

德國一直是全世界製造業強國,在汽車、精密機械及設備、化工、電子電器及再生能源等擁有超強競爭力,對很多跨國大集團來說,由於世界各國人員水準與素質都有差異,各國供應鏈及生態系等條件也不同,要把母廠的作法全套移植到世界各地,都會面臨很多障礙。

以台積電這種半導體廠為例,要在美國或中國設立晶圓廠,一樣要面對類似的挑戰。由於各國工程師的素質、訓練各有不同,例如張忠謀就說,台積電去美國設廠,美國工程師的素質不如台灣高,如何讓美國工廠也營運出像台灣廠的良率與速度,這是很大的考驗。

因此,達姆斯塔特工業大學這個計畫,就是希望解決許多跨國企業普遍面臨的難題,但因為去年(2020)全球遇到疫情,移植到中國的計畫只能暫緩。假如這種遠端複製平台得以實現,對德國、中國工業4.0版圖的擴大,以及對全球其他企業的競爭壓力,都將產生劇烈衝擊。

台灣多數停留在工業2.0以下 但資訊與半導體業可帶動機械產業升級

再回到台灣製造業的實際現狀。嚴格來說,台灣有為數眾多的中小型製造業,有七、八成以上還停留在工業2.0或甚至1.0,只有很少數(遠低於一成)可以進入工業3.0,因此,若不談工業4.0這種高遠目標,如何讓1.0的提升到1.5,或2.0的提升到2.5,都會對台灣製造業有很大的拉升效果,若能在不同產業中找出幾個具體轉型範例,是很值得做為其他企業學習觀摩的對象。

不過,在工業4.0的進展上,世界各國還是有各自專精的領域,相對優勢也不同。例如德國偏重汽車、機械、化工等傳統製造業,但美國在資訊及高科技領域就領先很多,至於台灣在資通訊及半導體業也都有世界級企業,因此各國對工業4.0的貢獻,顯然也都會找到自己的角色與優勢。

因此,當台灣有眾多製造實力超強的科技業時,不論是台積電的智慧化晶圓廠、鴻海的關燈工廠、台達電及研華的5G智慧工廠、群創全自動化面板廠等,對於全世界工業4.0的推進,台灣一定可以產生巨大貢獻,實在不必自我矮化與設限。

而且,當台灣有這麼多優秀的企業客戶時,也將提供台灣機械業更多練兵的好機會,如果不善用這些客戶優勢,實在相當可惜,這是台灣機械產業在好不容易站上兆元產業後,可以繼續努力發展的新方向。

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