產品發展方向

第二個面向從工具機產品本身特性出發，蒐集台灣工具機廠商如程泰、百德在 年報中對生產、銷售時對產品未來趨勢的看法，並歸納出六大方向，包括自動化系 統整合、高速、高精、高可靠度加工、多軸精密加工、大型化加工、複合化加工與 智能化加工，其中智能化加工又跟第三個面向—智慧製造息息相關。

1. 自動化系統整合

過去金屬零組件、模具加工多仰賴人力進行工件上下料，隨著近年少子化、工 資高漲問題嚴重，生產單機工具機廠商往往會整合機械手臂，讓手臂進行自動 上下料，以提升產品附加價值。

2. 高速、高精、高可靠度加工

隨汽車、航太、國防等工業高速發展及各類複合材料更高效率的加工以求提升 產能及降低成本一直是工具機業下游客戶所追求的，故國內外大廠持續改善其 加工效率。

3. 多軸精密加工

由於汽車、航太、精密模具對曲面、不規則複雜型工件加工需求，因此需要多 軸聯動，利用各軸配合主軸進行切削，一次裝夾能將多個面加工，使加工能在 一次工序內完成（Done In One），可縮短切削時間、提升多面加工精度、延長刀 具壽命與提升產能等好處。

圖 4.3.1 五軸加工示意圖

圖片來源：數控加工技術

以最常見的五軸工具機為例，是由三軸X、Y、Z 在三個常見的直線上與兩軸 旋轉軸座標A、C 構成。相比傳統三軸工具機，刀軸方向始終不變，工具機只 能透過X、Y、Z 三軸線性差補來實現刀具在空間中的移動，在面對部分複雜 工件加工顯得力不從心。但五軸工具機的難度就在於其控制器的運動控制系 統，多出兩軸旋轉軸後須進行的差補運算將變得複雜許多，且須搭配的高階 伺服控制系統。

4. 大型化加工

美國能源近年由進口國轉為淨出口國，其國內能源產業對大型油氣開發相關設 備和輸送系統需求殷切，例如：大型龍門加工中心機、大型立車、臥車都是能 源產業採購目標。

5. 複合化加工

如同多軸加工趨勢的背景，由於生醫產業、汽車、航太產業對於零件複雜度要 求提高，將車、銑、鑽、磨、雷射等原先單一機床的功能整合，最常見的如車 銑複合加工機，可將需要多機工程加工之物件於單一機台完成，減少工件裝卸、

更換和調整刀具的時間，並縮短中間產生的精度誤差，並大幅縮短生產週期，

相當具有優勢。

6. 智能化加工

工業 4.0 風潮下，智慧製造在全球掀起風潮，單機智能化功能越來越盛行，線

上熱誤差補償、刀具監控、切削震顫監控、防碰撞監控技術等可有效提升工具 機的可靠度與穩定性。另外全球大廠如DMG Mori、MAZAK 等大廠紛紛建立 自有APP，透過遠端操控數控工具機，進行多機或整廠的智慧化管理。

下圖為 DMG Mori 推出的工具機控制系統 CELOS，強調全面性的人機互動介 面，直覺簡單的操作，CELOS 提供的 APP 高達 27 種，從生產規劃、準備作業、

生產、數位監控到售後服務，實現工廠從排程到售後服務，一條龍的整條生產 線數位化管理。

圖 4.3.2 DMG Mori 控制系統 CELOS 官網首頁

圖片來源：DMG MORI CELOS 官網

4.3.3 工業 4.0

第三個面向是政府政策推動下的工業 4.0，又稱為第四次工業革命，工業 1.0 是蒸汽機取代傳統人力獸力；工業2.0 是電氣化；工業 3.0 是電腦訊息化。工業 4.0 這個詞最早是由德國於2011 年漢諾威展提出，其主要解決問題為全球少子化、勞 動力下降、勞工成本高漲下。其技術基礎為智慧虛實整合系統（Cyber-Physical

System，CPS），利用物聯網、感測器將每個機械單元連上網，讓其具備互相溝通的 行動計畫(High-Tech Strategy 2020 Action Plan)」的 十大未來計畫，並計畫投資 2 億歐元，用以促進德國製

中國 中國製造 Community (VEC) 與 NTTCommunication 公司合作啟動一 項關於工業 4.0 的實驗，「4.1J」中 4.1 表示安全級別比

（一） 台灣政府工業4.0 政策

台灣在這波全球「再工業化」中，同樣面臨缺工危機，產業勞動人口在 2015 年達到高峰1,738 萬人後，平均每年下滑 18 萬名勞動力，至 2060 年時將降為 960 萬人，此外工業強國在政策上積極強化其製造業實力給台灣帶來挑戰，因此行政院 遂於2015 年 9 月提出有台灣工業 4.0 之稱的「生產力 4.0 發展方案」。

圖 4.3.3 「行政院生產力 4.0 發展方案」六項主軸策略

圖片來源：行政院生產力4.0 發展方案

由於生產力 4.0 發展方案廣泛涵蓋農業、製造業、商業，政府專門針對五+二 產業中的智慧機械，於2016 年 7 月 21 日通過「智慧機械產業推動方案」，推動 兩大願景：「智機產業化」與「產業智機化」，並以三大策略：「連結在地」、「連 結未來」及「連結國際」為主軸實施。

 三大策略實施方式

1. 連結在地：打造台中為智慧機械之都、成立智慧機械大學聯盟

2. 連結未來：裝設機上盒來提高中小企業數位化能力（工業 2.0→工業 3.0）、建立 公版聯網平台（National IOT as a PaaS, NIP）、打造智慧機械產業標竿（工業 3.0

→工業4.0）

3. 連結國際：強化與歐美日技術合作、推動新南向國際市場產業合作。

圖 4.3.4 智慧機械產業推動方案

圖片來源：行政院

（二） 國內工具機業推動工業4.0 現況

就目前發展進度，除少數幾家德、日廠商有能力真正做到工業 4.0，其餘像中 國大陸、台灣與東南亞的工廠多處在工業2.0~3.5 務實提升自動化的階段，因此推 動工業4.0 的過程需採漸進式，先從局部智慧化開始，以企業最需解決的痛點優先 處理，例如先讓老舊機械裝上機上盒，聯網收集溫度、震顫等數據至IIOT 平台上 做設備預診，此舉也契合政府政策中「連結未來」的實施方式。

由於大型工具機廠商若在機台軟體上使用公版物聯網平台，其於售後服務上 需聯繫提供公版平台的廠商，雙方在售服上可能產生歧見，無法及時解決客戶問題，

且日後升級、改版也會造成問題。因此國內幾大具規模的整機廠紛紛推出自家的 IIOT 平台，作為提供智慧製造重要的一環，目前各 IIOT 平台尚屬於百家爭鳴的情 況，未來就看哪個平台技術、套裝軟體與售後服務做得更好。

表 4.3.3 國內工具機廠商自建 PAAS 彙整

國內廠商 PAAS 平台

友嘉集團 歐盟5G 計畫、IoT 聯網平台

東台精機 東台整線管理系統TLM、東台智慧製造系統 TIMS 程泰機械 三大軟體（G.LINC、G.NET、SVI）

永進機械

自建i-Direct 智慧生產管理系統，並與研華成立達易智造，共同提 供CNC SRP (Solution Ready Package)套裝模組化服務，協助加工 客戶快速建置系統

台中精機 V-AIIoT（人工智慧+工業物聯網）平台 金豐機器 與華苓科技共同打造數位化中控平台

目前工具機製造銷售營收占 90%以上，根據圖 4.3.5 中興大學機械系推估到 2040 年純粹賣機台的營收占比將下降到 50%以下，取而代之的是智慧化與軟體服 務（>30%）、新材料加工（>10%）與 3D 金屬列印（>10%），軟體營收大幅成長，

因此可預期的是，工具機產業的商業模式將產生新的變化，工具機廠未來甚至可能 從「設備製造商」轉型成「設備服務商」。

圖 4.3.5 工具機產業營收結構變化圖

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第五章 產業分析模型、訪談內容與策略建議

5.1 台灣工具機產業五力分析

（一） 潛在競爭者的威脅：中偏高

本研究認為台灣工具機產業「阻絕障礙」並不高。2017 年台灣工具機外銷比 率高達 78.1%，最大出口市場為中國占 31.57%，故本研究認為應把「來自中國的 潛在競爭者」納入考量。

2017 年台灣有 1918 家工廠，90%以上屬中小企業，廠商利用產業群聚密集，

單一零組件廠規模經濟生產，相對於日、德兩國產生Porter 策略理論中的「成本領 導優勢」。但來自中國的瀋陽集團、大連集團等挾勞力成本較低優勢，技術、品質 也在研發後逐步跟上台灣，並在中國製造2025 政策支持高品質 CNC 機床開發下，

儼然成為台灣工具機產業的威脅，故本研究認為潛在競爭者威脅中偏高。

（二） 現有廠商間的競爭：高

台灣工具機產業內廠商數量眾多，2017 年統計高達 1918 家，且產品外銷到特 別是中國、韓國時，與韓國工具機大集團現代、斗山、三星；中國工具機集團的同 質性相當高，台灣僅少數領導廠商具備差異化技術、品質、服務。

就需求面來說，圖 1.3.1 可以看出全球工具機消費金額自 2011 年後就停滯在 8-900 億美元間，未能持續成長；成本面來說，台灣人力成本、關稅成本較國外 競爭對手高，且韓國大財團可獲得政府在海外囤積庫存補助，因此在台廠所訂的 市場定位中，外部競爭日趨激烈。綜合以上，本研究認為現有廠商間的競爭程度 是高的。

（三） 替代品的威脅：低

由於工具機是機械設備之母，在可預見的未來，汽車、3C、航太、生醫採用複 合金屬材料的趨勢不變，在加工難度越來越高下，要出現替代品來代替銑床、車床、

綜合加工機的機率是低的，因此本研究認為替代品的威脅是低。

（四） 買方的議價能力：高

對於台灣工具機業者的買方，本研究將買方認定為中高端~中低端的業者，這些買 方通常來自中國、土耳其、印度與東南亞等新興市場，中高端市場在台幣升值、日 歐元貶值的背景下，台製工具機價差會與德、日拉近，造成買方轉移的意願變高，

議價能力提高。在中低端市場，同質性的產品很多，且買方對價格相當敏感，故在 買方的選擇很多、轉移成本不高且價格敏感下，買方的議價能力強。本研究總結起 來，買方的議價能力是高的。

（五） 供應商的議價能力：中偏高

本研究將供應商分為「關鍵零組件供應商」與「非關鍵零組件供應商」兩種。

關鍵零組件供應商議價能力很高，如控制器、馬達、內藏主軸等，台灣工具機廠商 高度仰賴此類高階零組件，國際上能供應的家數極為有限，占整機成本比重高，且 下游客戶往往會指定使用發那科、海德漢的控制器，使這類供應商對台灣工具機業

關鍵零組件供應商議價能力很高，如控制器、馬達、內藏主軸等，台灣工具機廠商 高度仰賴此類高階零組件，國際上能供應的家數極為有限，占整機成本比重高，且 下游客戶往往會指定使用發那科、海德漢的控制器，使這類供應商對台灣工具機業