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掌握關鍵零組件 台灣加速工業機器人布局
[作者 王明德]   2018年03月21日 星期三 瀏覽人次: [2170]

機器手臂是一直是來全球製造業的重點導入設備,尤其是近年來亞洲人力成本逐漸高昂,缺工狀況日益嚴重,再加上智慧化已成為製造業的既定趨勢,這兩項因素讓機器手臂的市場不斷增溫,在商機持續擴大的態勢下,各工業大國也開始加速機器市場的布局。


機器手臂市場大開

先從需求面來看,2016、2017兩年,機器手臂的出貨量已急遽上揚,根據根據國際機器人聯合會IFR的資料顯示,2016年全球工業機器人銷售量成長14%,達29萬台,IFR在2016年也預測,2017年的出貨量將超過34萬台,不過市場成長速度超過預期,OFweek行業研究中心對工業機器人市場的監測統計,2017年全球工業機器人出貨已超40萬台,遠遠高於IFR的市場預期,在2017年前3季,全球工業機器人市場的成長就已超過35%,各主要國家地區出貨表現強勁,其中,中國市場成長最快,出貨量成長率超過45%;其次為韓國市場,韓國工業機器人出貨保持穩健,成長率在20%~30%之間;另一工業大國德國,其市場出貨成長則開始復甦,成長率超過15%;此外,日本和美國工業機器人市場也將維持8%左右的成長速度。



圖1 :  機器手臂的市場不斷增溫,在商機持續擴大的態勢下,各工業大國也開始加速機器市場的布局。(Source:ARDUINOARTS)
圖1 : 機器手臂的市場不斷增溫,在商機持續擴大的態勢下,各工業大國也開始加速機器市場的布局。(Source:ARDUINOARTS)

IFR報告的指出,目前機器手臂仍以汽車製造與電子產業為重,其他製造業的應用密度仍低,以人力與機器手臂台數的使用做比較,平均每1萬名員工,韓國的機器手臂安裝數量以411台居冠,日本緊追在後為213台、第3是德國的170台、從第4到第10名則依序是台灣159台、瑞典154台、義大利126台、奧地利95台、美國93台,在前5名中與台、日、韓等3國的機器手臂應用以電子產業為大宗,德國和瑞典兩國並沒有大型電子產品製造工廠,其機器手臂應用產業分佈則較為多元。



圖2 : 成功開發減速機等關鍵零組件技術,將使台灣業者不再仰賴國外廠商。(Source:Sintron Technology)
圖2 : 成功開發減速機等關鍵零組件技術,將使台灣業者不再仰賴國外廠商。(Source:Sintron Technology)

中國2017年的每萬人機器手臂應用密度雖僅有69台,並未排上前十名,不過絕大多數業者都認為市場發展潛力驚人,IFR就預測,在中國人力成本持續上揚,與中國政府的「中國製造2025」政策推動下,到2019年全球機器手臂的市場銷售量中,中國市場將佔有40%。


市場的蓬勃加快了設備供應商的布局速度,就目前發展來看,工業機器人的發展會以垂直關節型手臂最具潛力,各國的布局也都以此為重點,垂直關節型機器手臂以抓取重量分為小、中、大、重等4種類別,中、小型目前以日本廠商愛普生(Epson)的出貨量最大。


台廠技術大有可為

Epson是日本鐘錶大廠精工(SEIKO)所獨立出來的公司,承襲了過去在鐘錶組裝所需的高精密特色,並將此特色充分發揮在同樣需要高精度的電子產業,在電子產品的組裝領域中,目前Epson在台灣的6軸多關節機器手臂的出貨,就是以電子業為主,由於台灣電子產業的代工訂單來自全球,產量相當大,因此這部分的機器手臂需求量,也遠大於全球其他地區,再加上機器手臂的投資是資本財,在長期投資的概念下,台灣廠商的投資意願不低。


除了Epson,台灣自動化廠商也將中、小型機器手臂視為投入發展的首要市場,廣達董事長林百里就曾指出,在缺工、自動化與工業4.0的大趨勢下,特殊用途的機器人和機器手臂發展性很大,提升自動化的機器手臂是未來可大力發展的方向,目前台灣在整機、部分關鍵零組件、系統整合等方面,都已有相關廠商與產品(圖3),像是研華就以旗下的寶元數控切入機器手臂領域,值得一提的是,研華將寶元數控與上銀、感測元件、伺服馬達業者等結合組成機器人大聯盟,且將機器人控制系統開放,推出專用化、非標準機器人控制器,並布局 EtherCAT 標準,廠商可以採購多家伺服馬達或控制器廠商產品,自由組合擴充。


無論學界或產業,各季指出台灣要發展機器手臂,都必須建立起完整自主的產業供應鏈,才能讓台灣的工業機器人國產化,擺脫關鍵技術掌握在國際大廠手中的限制。


機器手臂的關鍵零組件共包括控制器、伺服馬達、驅動器、減速機、視覺模組、編碼器、觸覺模組…等12項,伺服馬達及編碼器部分,台灣雖已逐漸趕上國際水準,但Harmonic drive減速機量產穩定性尚待驗證;至於自動化系統整合領域,也是台灣業者可結合國內外機器人本體、零組件,創造的另一項獲利模式,減速機技術則一直以來則都為日本廠商所掌握,而此為機器手臂的核心部件,以工研院自製機器手臂為例,減速機約占整機成本近20%,過去臺灣在減速機的研發、生產技術相對缺乏,不過2016年工研院以成功開發減速機撓性齒輪設計及精密製造技術,並已申請二項相關專利,目前已開始結合台灣業者製造基礎,希望可利用產業拼圖的發展策略,打造出最純正MIT機器人,協助台灣機器人產業持續邁向國產化。


加速建立完整供應鏈


圖3 : 台灣機器手臂產業鏈及主要廠商
圖3 : 台灣機器手臂產業鏈及主要廠商

透過成功開發減速機等關鍵零組件技術,將使台灣業者不再仰賴國外廠商,讓台灣自動化產業進入新的里程碑,業界人士指出,掌握機器人的關鍵零組件,可協助相當多元的產業應用,包括3C、金屬、半導體、工具機、醫療、航太等,都可協助業者導入各種自動化生產與應用,促進產業的發展,創造台灣自動化產業的新契機。


目前台灣廠商在工業機器人的先天劣勢在於缺乏市場縱深與產業規模,不過台廠雖無力,但也未必要全然跟隨歐、日系大廠,每年發表各式各樣先進的機器人本體,台廠可思考透過產業結盟互惠或吸引國內外資金投入,協助發展高知識含量、高附加價值的技術服務,並從平價優質轉向高階高價值領域成長,提供所有願投入生產機器人本體的國內外廠商「一站購足」的機會,這將開拓台廠在此領域的另一片藍海商機。


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