第二章、 文獻回顧
2.2 工具機與機械產業的生態與演進
工具機（Machine Tools，或簡稱 MT）與主要的工業產業如汽車，航太，
電子業息息相關（Kotha and Nair1995, Arnold 2001,Yeh and Chang 2003，
Chen 2009a），尤其以台灣的整體機械行業現況而言，台灣的工具機產業可 以做為整體機械產業的櫥窗。
工具機可以追朔自工業革命，至今已有二百多年的歷史，Rosenberg 在 1963 年以經濟歷史的觀點討論 1840 年致 1910 年間工具機產業的科技變革
（Technology Change），敘述英國的機械行業在工業革命的發展之後被美國 超越的過程。1972 到 1987 年間美國失去了工具機市場的領導地位（以產量
的世界霸主，此時美國的產出僅佔世界的 6.6%（Kotha and Nair1995，Arnold 2001）。日本的成功故事，引起諸多學者在 80 年代的研究如：Carlsson 1989；
Collis 1988；Porter 1990: Sarathy 1989; Kotha and Nair1995; Arnoald 2001 等 等。在 1983 年美國政府部門（USITC）進行工具機產業競爭力評估，其後 美國與日本進行貿易協議，日本自願縮減工具機輸美的配額。德國慕尼黑 大學的 Heinrich Arnold，研究近 50 年來的工具機科技變革，採用訪談的方 式，訪談全球 59 家在 50 年期間有參與技術變革的關鍵廠商，他提出工具 機產業的技術變革（或說是技術轉軌）都是漸進式（incremental）的，在近 50 年來約有三波巨大的科技變革（如圖 2），由於工具機屬與資本財（Capital Goods）其產品使用壽命長達數年，因此每一波的科技變革持續會影響長達 10~12 年的時間。其中控制系統6產生的技術變革－數控或電腦數控（NC 與 CNC），是最具有影響力的。Reintjes （1991）形容數控型工具機取代傳統 工具機的科技變革，其重要性相當於交流電取代直流電，或是電晶體取代 真空管。如果我們以較近代的例子來看，應該可以比喻為網路科技的出現 對 PC 硬體製造的影響。
6工具機可以由四大部件組成：Frame（架構）、Leadways and Bearing （導軌與軸承）、Drive Ways
（動力驅動）與 Control（控制系統）
圖 2:工具機產業的三波數控變革
資料來源：
Arnold, H. (2001). The recent history of the machine tool industry and the effects of technological change
數控（NC）的產生，使得工具機生產廠商面臨經營環境巨大的變化，
早期工具機廠商採用傳統機械式的方式達到產品工作精密度的要求7， 各家廠商都有自己的獨家技術（差異化的競爭優勢）讓產品達到高精密 度，工具機的品牌（因不同的生產廠商的技術）擁有明顯的效益，但是 伴隨數值控制（數控）的誕生，原本在純機械的技術背景下落後的廠商，
可以憑藉數值控制的方式來達成同樣得高精密度，這讓原先廠商所擁有
機械式原理來控制（Kotha and Nair1995），如此巨大的科技變革
（technology change）擾亂（upset）了整個工具機行業的既有生態（Arnold 2001）。
NC 工具機的發源地在美國，但美國廠商雖然在 1950 年代擁有技術與 市場等競爭優勢，在面對德國與日本等後進之輩還是接連敗下陣來。在劇 烈的科技變革之下，1971 年時全美前 15 大的生產廠商到了 1986 年僅有 5 家還保持在前 15 大，到了 2000 年則沒有任何一家還留在 15 大，大部分被 日本與德國廠商取代，另外有幾家被併購或合併 Arnold（2001）。另外 Arnold 同時指出工具機行業並沒有先行者優勢（advantage for first mover）許多早 期投入開發 NC 新技術的廠商都未能持續存在在市場上，無法映證前述的 VIRN 法則。分析原因，除了與美日兩國對於接受新技術變革，所採取的行 動決策不同外，日本透過新技術（NC）的引進，將價格壓低為美國同業的 50%以爭取市占率。
Kotha 與 Nair（1995）採用 Hambrick 的競爭力模型，將公司績效為被 解釋變數並以量化後的策略指標為解釋變數，科技變遷為調節變數，採用 日本日經指數 NEEDS 的資料庫，分析 25 家日本工具機公司（市占率達日 本市場的 85%），以縱斷面（Longitudinal Study）研究的方式，分析 1979 到 1992 年間企業績效與策略指標的相關性。Shaw (1995)比較 40 家英國與 德國工具機產業公司之行銷策略並分析出 6 種不同的策略族群。
2.2.2 台灣工具機產業的競爭優勢與劣勢
台灣的工具機其實是起步是相對晚的，在亞洲除了日本之外，印度與 中國大陸的工具機產業發展起步都早於台灣。對照 Arnold 的技術變革進 程，台灣的 NC 工具機行業是在第二波(1970 年代)變革才開始。
台灣大部分的工具機廠商約 60%集中在中部（中彰投）地區，Brookfield
（2008）與 Chen（2009）都提出地理空間上的產業群聚效應以及以多數中 小型企業8與專門供應商所形成以外包為基礎的生產模式－台灣工具機廠商 有 15.9%的費用是外包的費用，其中有高達 62%是外包給衛星工廠的零組 件與製程（Yeh and Chang 2003）。如此的形態構成了台灣工具機產業的”競 爭優勢”－生產彈性（Flexibility）以及靈活度（adaptability）。但是台灣廠商 也有高達 28.3%的營運成本是用在進口零組件9。Kathuria ( 2003 ) 以印度與 台灣的工具機產業為例，討論政府的產業政策對工具機產業造成的影響。