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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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從精入微 工具機邁向自主技術之路

許立佳

科研人員在業界開枝散葉

在高階技術被日德寡占、中韓競爭者夾殺、仰賴大陸市場的三大困局下,抱持開放心態對外吸收新技術的台灣工具機業者,引進工研院先進技術的能量,走出技術自主之路,如浴火鳳凰般再展風采。


除了機殼外,從汽車引擎、汽車鋁輪圈到航太工業的大型結構件,每個部件的生產,都需要工具機在背後製造協助,工具機堪稱生產之母,回溯工具機的簡史,日據時代日本企業在台灣設立鐵工廠,許多年輕人入廠,透過師徒相授,學習製造技術,奠定台灣機械工業的基礎,也孕育出第一代工具機的創業者。

基層拚搏出台灣工具機聚落

960年代,從基層出身的老闆,憑著拆解機械經驗和模仿再造的能力,以家族式經營,從國內市場穩紮穩打,拓展到東南亞市場,吸引許多華僑來台採購。自此工具機產業打開海外市場,較具規模的公司,年營業額成長至新台幣數千萬到上億元。

1980年代,台灣的工具機已經發展成高速機器,外銷市場擴展至美國,此後十年開始在歐洲市場有所斬獲,而各家廠商陸續由第二代接棒,新的經營者多有專業學歷,帶領企業以日本和德國的追隨者之姿,向中階市場大步邁進。

這個階段,台灣工具機業者的年營業額為新台幣5到10億元不等,大型廠商的員工約一、兩百人,工具機的單價也超過新台幣百萬元,並廣接全世界的訂單。台灣工具機的製造優勢是可以針對客戶的需求彈性設計,從事靈活的客製化製造,交貨快,品質又令人滿意。

近年來大陸成為世界工廠,需要大量工具機製造產品。台灣工具機廠商因為靈活接單,只要服務既有客戶,做得夠深入,毛利可達15到30%甚至更高。

但事實上,台灣中部工具機廠商的發展,在全球化競爭中已經遇到瓶頸。

第一個困局,是德國和日本的關鍵技術穩占高階市場,台灣始終仰賴日、德製造的關鍵零組件,卻打不進中高階真正高利潤的市場。第二個困局,是韓國CNC車床和加工中心機等品項,直接衝擊台灣業者,加上大陸自行研發低技術門檻的工具機,蠶食部分市場。第三個困局,金融風暴以來歐美市場長期低迷,台灣工具機產業將更加仰賴大陸市場。

先進技術拉拔競爭力

台中精機總經理黃明和說,許多工具機廠商憑著既有的經驗技術,加上1990年代,大陸及中南美洲新興市場崛起,讓台灣工具機外銷不斷創造高峰,當初有些比較封閉的廠商,認為靠既有的客戶就可以穩穩賺。如今看來,「持續大幅成長的工具機廠商,多是對合作採取開放態度,願意提升技術的業者。」

黃明和口中的專業研發單位,就是不斷以關鍵技術為產業創新開路的工研院。

早在十年前,工研院就看到產業的困境問題,協助傳統工具機製造業從研發中找到創新的力量,換上高科技的新面貌。工研院機械與系統研究所副所長陳來勝分析:「台灣在全球工具機產業中的技術層級,過去只能用於汽車、家電、3C產業機械加工,但未來,工具機產業必須朝向光學、航太等領域的製造,台灣才有機會追上日本、德國、義大利等國家。」

為此,工研院推動國內前十大工具機廠組成關鍵技術研發聯盟,帶動工具機產業升級,協助工具機產業頂級化,先後推動的四項研發聯盟包括「先進線型工具機」、「車銑複合工具機」、「A+旗艦級WEDM(線放電加工,俗稱線切割)」、「新世代五軸工具機技術」。

組織關鍵研發聯盟 提升整體產業技術

2000年起,工研院開始和業界合作,採用「研發聯盟」的方式,進行上、下游垂直整合,以及差異化水平整合,引領專業分工。例如推動「新世代五軸工具機研發聯盟」,依生醫、航太、綠能等未來新興科技的產業市場需求,整合工具機的六大主力業者。陳來勝說,這是為了建構國產高階五軸工具機產業,帶領台灣成為高階工具機供應國。

工研院也整合中部能量,包括國內線切割機的製造商與模組廠,成立「A+旗艦級WEDM研發聯盟」,針對不同市場製程領域的專業知識,開發具市場區隔且差異化的機型,建立國產旗艦級WEDM,佈局精密光學、醫療器具、精微加工等市場新商機,提升國內放電加工機業者的競爭優勢、產品形象與價值。

根據統計,工具機產業前二十大廠商中,約八成廠商參與工研院合作研究,這樣的結果呼應了黃明和的觀察:「如果沒有工研院,我們一些高階產品很可能做不起來。」

黃明和補充,工研院專攻結構分析和理論應用,協助台中精機對臥式綜合加工機的能量分析及改善等,技術一突破,每年就多賣了20台,每台約新台幣500至600萬元;加上從兩軸到五軸的系列開發產品,可以說協助廠商年增新台幣十幾億元的營業額。工研院為台灣產業推進技術,成就了今日的競爭優勢。

陳來勝認為,這些努力促使台灣的工具機產業脫胎換骨,從技術追隨者,轉為邁向先進線型工具機技術的供應國及領先國,先進技術不只幫工具機廠商賺到錢,更搶到致勝關鍵的位子。線型工具機研發聯盟提供專利,確保線型工具機和新技術不受國外專利箝制。有深厚的技術作為後盾,使2012年台灣精密製造工具機的出口產值達新台幣1,270億元,從全球第五名到進步至第四名,一步一腳印向上提升。

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