研發服務

研發服務係指個別企業對研發機構提出特定之技術、產品、

以及製程的技術需求。若研發機構並未擁有該項技術而必需投入 資源進行研發，所需的研發經費則由企業單獨提供，或由企業與 研發機構共同分擔；政府並不會對此類的研發活動投入資金。而 企業與研發機構之間會以契約的方式，規範彼此應負的權利與義 務。因此，研發服務通常是研發機構直接解決個別企業所面對技 術問題的貼身服務方式之一。

以中小企業為主的台灣產業可借由技術提昇來進行轉型或解 決其產品、製程上的問題，而研發機構就是提供這些技術與服務 的重要來源之一，亦是產業的長期研發伙伴。工研院長期累積的 研發能量得以透過產品開發、製程改善、人才培育等方式提供服 務，企業因此可以獲取技術進步之優勢，加速新創產品的開發、

降低生產成本以及提昇競爭力。

本研究分別利用「工具機技術」與「冷媒壓縮機技術」，探討 工研院如何以研發服務協助既存產業獲取進步的技術，加速新創 產品的開發，以及提昇產業競爭力。

1. 工具機技術

工研院的機械工業研究所（簡稱機械所）是工具機產業的長 期研發伙伴。由於工具機產業的產業關連性極大，工具機產業是 建構產業基盤的關鍵產業，掌控整個機械工業的命脈，許多國家 都將列它為策略性工業。工具機為製造各類機械的加工設備，故 稱為「機械之母」，亦習稱為工作母機。由於工具機屬於各種基礎 加工與精密加工之必備機械，尤其與機械工業、國防工業、汽車 工業、航太工業等息息相關，在整個機械工業中居關鍵性地位。

世界主要工業國家如日本、美國、德國…等，其工具機產業亦在 該國及全球市場扮演舉足輕重的角色。

台灣工具機產業發展迄今已有數十年歷史，1969 年台灣工具 機產業產值僅美元 9 百萬元 [47]，而於 2002 年產值已達約 500 億新台幣，全世界排名第六名。以中小企業為主的產業結構其員 工人數 100 人以下、資本額低於 6000 萬元佔 91%，高度出口導向，

過去五年出口比率，大多在 75%以上。地理位置相當集中，60%

的廠商位於台中縣市，而於中部地區建構完整的上下游生產加工 體系。憑藉著完善的衛星加工體系，加上「螞蟻雄兵」的打拼精 神，自 1987 年後即擠進全球前十大生產國的行列，廠商數達 1400 多家，員工人數達 2 萬 6000 多人，每年產值中 NC 工具機¹³之生 產值約佔工具機總產值之 45%以上，工具機產業已屬於機械產業 中的最大宗項目。

台灣工具機早期僅具備修理及翻新的小工廠，由於技術根基 不夠紮實，產品設計能力薄弱，僅能以參考日本工具機廠商之新 型機種，而生產精密度低、可靠性差的傳統工具機，並以供應國 外市場為主。隨著多家廠商陸續投入，1970 年代歐、美大力 NC 工具機，留給我國傳統工具機可觀的商機。楊鐵工廠於 1971 年率 先開發 NC 車床，帶動廠商投入 NC 機種的發展，台灣工具機產 值於 1983 年已排名全球第十三，1987 年再次提升至第九位；卻 遭美國的 VRA (Voluntary Restraint Agreements)管制，出口市場深 受重創。隨著楊鐵、台中精機等領導廠商長期投入，整體產業逐 漸成長擴增，並構成以中心廠為主的衛星、外包體系，以中小企 業為主的零組件供應廠商大多聚集於台中縣市，形成特殊的「分 工網路」產業型態[48]，而使中部地區成為台灣工具機產業發展重 要的聚落，中心廠商利用外部資源降低成本，彌補因小規模生產 無法達到經濟生產量的缺陷[48]。政府於 1980 年代，以多個科專 計畫支持工研院進行車床、銑床、及綜合加工等工具機、以及微 電腦控制品、馬達、刀具、主軸等關鍵零組件之一連串技術研發，

協助工具機產業發展，而導引廠商紛紛投入資源進行產品開發及 品質提升，以提升產業競爭力。

13 NC 工具機：數值控制工具機(Numerical Control Tool Machine)，由微電腦、電子電路、伺服馬達 等所組成的控制器，控制工具機之運動路徑與加工過程。

機械所在當時是台灣工具機產業主要的研發機構，為能有效 支持產業發展而於 1987 年於台中市設立技術服務部門，進行市場 研究、技術服務等工作。並於 1995 年擴大成為技術研發中心，進 行先進工具機、控制器、關鍵零組件等研究與技術服務。由於台 中地區工具機產業聚落形成，機械所並於該地區設立重要分支機 構能與產業緊密連結，更能面對面互動而加速技術創新與技術擴 散的活動[47]。長期以來，工研院為領導廠商之關鍵零組件及新產 品的研發伙伴。在工具機產業中，年產值前二十名的工具機廠商 中，有十五家廠商之一些重要新型的工具機產品（例如綜合加工 機），或重要關鍵組件(例如高速主軸、控制器)都委託機械所進行 產品開發，部份新機種也已經上市銷售¹⁴。工研院機械所扮演政策 加速推動的推手，整合國內工具機相關業者，運用政府資源，帶 領業者進入新的產品與技術應用領域[49]。因此可以說機械所是台 灣工具機產業的研發中心，也是重要的研發伙伴。

14 以台中精機為例，1996 – 2000 年期間與工研院機械所至少有 10 個以上的整機或關鍵零組件的開 發，至少已有二種新型車床與綜合加工機開始售銷。

2. 冷媒壓縮機技術

冷媒壓縮機為冷氣機的主要心臟部份，功能是利用機械設備 或機構運動的方法，將冷媒壓縮成高溫高壓氣體，送至冷凝器凝 結散熱[87]。其主要用途包括窗型冷氣機、除濕機、冰箱、冷凍機、

分離式冷氣機、車用空調、冷凍空調、大型空調等。依運轉方式 可分為往復式(Reciprocating type)、迴轉式(Rotary type)以及渦卷式 (Scroll type)等三種。冷媒壓縮機是決定冷氣機的性能與成本的心 臟，在冷氣機的壓縮機使用上，早期以往復式為主，目前市場主 流則是迴轉式為主，往復式因效率與噪音等問題已被迴轉式所取 代。但家用冰箱大部份仍使用往復式壓縮機。至於渦卷式在性能 上雖然比迴轉式好，其具有高效率、低振動、噪音小、體積小和 重量輕等優點，並可搭配變頻控制器用於新型的空調設備，但其 成本偏高而無法被普遍應用。

冷媒壓縮機之機構加工技術門檻頗高，以迴轉式壓縮機為 例，由馬達、機製件、沖壓件、橡膠件、電器等大約 60 個零組件 組成；為了達到壓縮機效率許多關鍵零組件的形狀相當複雜，需 要加工精度達到微米(µm)的機械加工製程技術才能完成，更何況 在大量生產時零組件加工的精度與穩定度是一項技術挑戰。因為 冷媒壓縮機有相當高的技術進入障礙，所以冷媒壓縮機產業可以 說幾乎是一個寡佔市場。全世界只有少數的供應商而且都在技術 領先的國家，分別有日本的 Daikin, Hitachi, Matushita, Sanyo, Toshiba 以及美國的 Rotorex, Trane, Copeland 等公司。

1980 年代，台灣生產家用冷氣機的家電廠商雖已建置自動化 生產線可大量生產窗型冷氣機，但大多屬於裝配業。業者向國外 廠商購買重要關鍵組件「冷媒壓縮機」，再將自製的控制面板、熱 交換器、送風機、板金外殼以及銅管、鋁管等材料組裝成冷氣機。

雖然大部份的材料與零組件業者都可以自製，但決定冷氣機的性 能與成本的冷媒壓縮機且必需由國外進口，特別是日本¹⁵，更何況

15 1991 年以前，依金額統計由日本進口佔 80%以上[87]。

冷媒壓縮機的供應量的不穩定以及高單價，壓縮了台灣家電業廠 家自主發展與獲利空間。

台灣重要家電廠商聲寶公司的經營者看到冷氣機潛在的需求 市場，特別是亞洲地區氣候條件的因素，而企圖擴大經營版圖。

但受限於無法有效掌控冷媒壓縮機供應量而決定研發冷媒壓縮 機，更因缺乏冷媒壓縮機設計能力以及精密加工與研磨技術而無 力獨自開發冷媒壓縮機，故尋找研發機構協助。1989 年聲寶與泰 瑞兩家公司共同出資數百萬的經費，委託工研院機械所進行渦卷 式冷媒壓縮機可行性技術研究。接著於當年 11 月以超過新台幣數 千萬之金額，繼續委託工研院機械所進行冷媒壓縮機的開發與生 產規劃研究，並於 12 月成立國內第一家專業的冷媒壓縮機製造公 司－瑞智精密公司。

工研院機械所由具機械設計、熱流、潤磨、馬達設計、精密 加工、裝配等專長約 30 位研究員組成研發團隊，進行冷媒壓縮機 相關產品以及量產生產線規劃研究；包含 2000、2500、3150 以及 3600Kcal/h 之迴轉式壓縮機，與 4500Kcal/h 的渦卷式壓縮機之設 計、小批量試製、性能改善、專利調查與迴避設計等。涵蓋範疇 由產品設計、試製、試量產、量產規劃以及產品投資規劃等全方 位的委託研究服務案。工研院以松下或東芝同等級產品為標竿，

計畫所研發出的冷媒壓縮機與標竿產品進行性能比對，項目有冷 房能力、消耗電力、EER 值（Energy Efficiency Ratio，能源效率 比值）、噪音、振動等重要指標。比對結果令瑞智對於執行期間工 研院團隊在技術上的突破，及研發成果相當滿意，而立即進行量 產準備。另外在專利權的突破，總共獲得中華民國專利四件，詳 如表 17。工研院依委託雙方之權利義務，將技術移轉給瑞智，移 轉之項目有技術資料、智慧財產權之獨佔性使用權、試量產設備 與相關夾、治具、模具等相關權利。另外工研院研究團隊的一些 成員，隨著計畫結束而移轉至瑞智的有吳梅寶等壓縮機設計、製

計畫所研發出的冷媒壓縮機與標竿產品進行性能比對，項目有冷 房能力、消耗電力、EER 值（Energy Efficiency Ratio，能源效率 比值）、噪音、振動等重要指標。比對結果令瑞智對於執行期間工 研院團隊在技術上的突破，及研發成果相當滿意，而立即進行量 產準備。另外在專利權的突破，總共獲得中華民國專利四件，詳 如表 17。工研院依委託雙方之權利義務，將技術移轉給瑞智，移 轉之項目有技術資料、智慧財產權之獨佔性使用權、試量產設備 與相關夾、治具、模具等相關權利。另外工研院研究團隊的一些 成員，隨著計畫結束而移轉至瑞智的有吳梅寶等壓縮機設計、製