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迎向全球供應鏈重組浪頭 半導體領航上下游轉型布局
[作者 陳念舜]   2021年09月28日 星期二 瀏覽人次: [1725]

回顧2021年上半年因為連續的天災人禍,不僅先後造成各國汽車、3C產業晶片荒未解,紛紛啟動重組計畫。台灣身為全球代工產業鏈一環,則可望逐步透過數位轉型,藉半導體龍頭產業帶頭,引領產業上下游與生產基地分散布局!


自從2021年初因為歐美各國施打疫苗逐漸普及,經濟短暫復甦,曾造成歐美汽車業率先出現車用晶片缺料潮之後,如今各國都以經濟安全為由,紛紛啟動了供應鏈重組計畫,一旦失控,後續也難免出現供過於求的現象。台灣身為全球代工產業鏈一環也不容輕忽,理應瞭解此對於台灣的經濟意涵及影響,除了有半導體產業首當其衝,還可能波及上中游關鍵零組件與精密機械發展,亟應透過數位轉型手段妥善調控。


中華經濟研究院WTO及RTA中心資深副執行長李淳指出,當歐美正率先檢討其全球供應鏈重組過程,雖促使台積電不得不分散佈局美、日、歐製造,但近來其創辦人張忠謀在出席APEEC高峰會時,也不忘坦誠:「過去數十年來的自由貿易,促進半導體產業鏈越複雜的技術,就會往境外發展。反觀如今,各國試圖讓時光倒流恐不切實際,投入大量資金及人力卻收效甚微,即使自給自足雖有意義,卻還須配套措施。」


李淳進一步分析,目前會引發歐美檢討供應鏈的3大主因,分別為:


1. 競爭力與就業,70年來供應鏈外移,已造成美國製造空洞化,流失就業機會;


2. 疫情造成斷鏈,包含歐美許多口罩、醫材、原料藥都缺乏本地產能,而仰賴中國大陸、印度等地集中進口來源;


3. 歐美與大陸關係改變,過去3年來已非戰略夥伴,而視為競爭對手。


認為國家安全的經濟面向取決於所有權及供應鏈依賴程度,因此無法忍受經濟命脈落腳於外,包括美國約90%邏輯IC皆由亞洲代工的半導體來源僵固,勢必分散來源(where)及對象(who);歐洲也為此推動「開放式戰略自主政策(Open Strategic Autonomy)」、市場導向的產業聯盟,促進投資研發。



圖1 : 當歐美製造業回流,首當其衝的台灣除了調整生產地點,還要留意如英特爾代表的供應鏈民族主義。(source:pbs.twimg.com)
圖1 : 當歐美製造業回流,首當其衝的台灣除了調整生產地點,還要留意如英特爾代表的供應鏈民族主義。(source:pbs.twimg.com)

「對台灣而言,供應鏈結構改造已無法避免,應更特別關注歐美製造業回流的衝擊!」李淳說,所幸現僅集中於關鍵的先進、脆弱、樞紐產業,而非全面回流,台灣首先面臨的是調整生產地點,而不是供應地位,所以開始局部調整原來集中大陸為世界工廠的生產架構之外,還要留意如英特爾代表的供應鏈民族主義。


上銀轉型有成 布局質量均升市場

上銀科技公司董事長卓文恆也呼應,近3年來供應鏈業者的確受到美中貿易戰與疫情衝擊,加上大陸勞動成本攀升,推動產業鏈變遷。上銀針對半導體產業所開發的晶圓機器人、EFEM設備,以及晶圓曝光/瑕疵檢查設備所需線性馬達、奈米級定位平台等,也受惠於去年帆宣、均豪等半導體設備需求火熱,來自美、韓及兩岸在手訂單度都至少超過半年,雖然蒙受缺料、交期延宕之苦,所幸有效分散原料與生產基地,強化供應鏈韌性,現已逐步獲得紓解。


同時佈局全球,持續提供在地化服務需求,卓文恆表示,繼今年五月日本神戶廠動土後,上銀年底也將在義大利擴建新廠,落實在世界各地分散製造;另由德國廠,供應歐洲80%以上滾珠螺桿、單軸機器人;與英國邁萃斯策略聯盟,在當地生產齒輪/蝸桿蝸輪磨床;在以色列研發製造半導體設備致動器;大陸蘇州廠投入線性馬達後段製程。2015年在新加坡設廠取得Made in SG產證,將更方便布局東南亞市場,吸引來自大陸外移廠商,並提早享受未來RECP零關稅紅利。


即使這兩年來受到疫情影響,改變人類思維與生活模式,全球多產業鏈開始從集中整合的「長鏈型」蛻變成為多點分散的「短鏈型」佈局。例如針對疫情促成各國從以往只買口罩,到開始引進整線口罩生產設備,上銀也利用於精密機械基礎,投入口罩國家隊快速供貨,至今也加入美國、印度呼吸器,以及南韓、新加坡PCR檢測相關設備供應鏈。



圖2 : 上銀針對半導體產業所開發的晶圓機器人、EFEM機台等,受惠於去年半導體設備需求火熱,來自美、韓及兩岸客戶的在手訂單都至少超過半年。(攝影:陳念舜)
圖2 : 上銀針對半導體產業所開發的晶圓機器人、EFEM機台等,受惠於去年半導體設備需求火熱,來自美、韓及兩岸客戶的在手訂單都至少超過半年。(攝影:陳念舜)

值得一提的是,由於大陸率先擺脫疫情,經濟復甦導致勞力短缺,促進工資上漲,也加速當地工廠自動化,才能留住企業,使之機械設備產業質量均升,在今年出口量首度超越德國居冠;而且對於高階五軸加工機製造設備、DD馬達旋轉工作台和智慧螺桿等關鍵零組件更容易接受,所以進軍5G、半導體、面板等產業,仍是上銀的重點市場。


但卓文恆也強調,未來台灣仍應在智慧製造領域加速研發升級,才不會發生像智慧手機產業這樣扶植起紅色供應鏈取而代之。不能再像過去單純賣標準機,只透過代理/經銷通路,無法直接瞭解終端消費者的領域知識(Domain knowledge)需求,還要加入整體解決方案,提供包括加工程式、刀具、材料及打樣服務。


工研院打造人性化工廠 啟動3大核心變革

工研院機械所工業物聯網技術組組長吳志平提及,現今台灣機械中小企業運用從設備到產線等OT新科技,進行智慧製造的案例。他認為目前被譽為地表最強的智慧工廠台積電(TSMC),也要首先歸功於投入龐大資金來引進硬軟體到位,同時制訂了原料、載具、製程標準化,降低讓設備廠商快速進入的門檻;並利用設備通訊的語言標準化,可與ERP系統順暢溝通。



圖3 : 台灣中小企業以少量多樣化生產為主,自動化/無人化工廠的成本效益不見得划算,所以工研院轉向協助人性化智慧工廠升級,達到最大性價比。(攝影:陳念舜)
圖3 : 台灣中小企業以少量多樣化生產為主,自動化/無人化工廠的成本效益不見得划算,所以工研院轉向協助人性化智慧工廠升級,達到最大性價比。(攝影:陳念舜)

至於未來可能驅動製造業革命的2大新科技力量,概分為5G、AI。其中5G對於智慧工廠雖非必要,卻會改變其整體樣貌,打破傳統由下而上的系統架構。吳志平認為:「未來智慧工廠自動化的非金字塔型架構,將具備分散式服務功能的3大特色,包含去中心化(Decentralized)、分散式(Distributed)、可重構(Reconfigurable)。讓設備進化得以解脫,從有線到無線、從單機聯網到萬物互聯,而在廠內自由移動。


AI的快速發展,則足以拉平技術差距,降低後進者的門檻,以形成更強的競爭力,也提供台灣一個彎道超車的好機會。吳志平表示,若從麥肯錫(McKinsey)智慧製造價值驅動力的8大面向中,選定從AI技術導入來開發創新的機械與製造技術,提升應用產業的製程優化、設備使用率、勞動生產力,降低品管及庫存成本。例如在故障預診斷面向,便由工研院協助提升設備使用效率,利用深度學習特徵生成與故障預測、擴增實境維修可視化與跨機台診斷,進行傳統統計/故障肇因分析。


吳志平指出,尤其因為台灣中小企業以少量多樣化生產為主,工廠全面自動化/無人化的成本效益不見得划算,所以工研院轉向協助人性化智慧工廠的人、機、料、法4大生產要素升級,達到最大性價比的人機協同作業。


其中的「智慧機械」與物料、管理相關,並通過自動化串接,主要差別在於多了物(機)聯網來蒐集資訊,再經過製造系統整合平台,利用AI分析大數據來找出隱藏的關聯性參數;機器人/AGV也可與SCADA聯網,實現生產線品質最佳化。藉此讓人的角色淡化又不容易出錯,由操作者/勞動者變成決策控制者與流程管理者,擺脫繁瑣及重覆作業,提高員工價值。


同時啟動3大核心變革,即經由軟體形塑「資料流自動化」,以MES+營運戰情中心為基礎,充份掌握生產線上各工站營運狀況,不必像過去須耗時整合數據,既節省人力又容易管理,進而調度APS先進排程,讓人員進行智慧判斷。接著才是導入機器人、AGV等硬體設備,系統整合人機溝通,以促成生產作業自動化,取代人員低效作業,雖然所費不貲,卻可在相對短期內見效。


最後重點是在花費心力整合軟硬體文化,卻常被忽略的精實管理自動化,不必等到主管、老闆提醒改善,就能透過AI分析大數據,來實現從自動化向智慧化演進的兩階段變革,並做出正確決策。


智慧機械雲落地 連結國際加速普及化

近年來為了加快台灣中小企業數位轉型腳步,工研院也協助發展智慧機械雲以促進智慧功能普及化,實現應用服務願景,包含提供設備與製造業者關於生產、維護、製造等多元化服務,讓業者邁向數位轉型的第一哩路,至今已導入金屬切削/沖壓加工、塑膠射出成型、紡織、電子設備等產業。


目前工研院也制定智慧機械雲2大執行策略,協助設備業者建立轉型數位服務的系統整合(SI)能量;並打造製造雲服務生態系,業者只要透過串接雲端供應鏈或下載App軟體,逐步提供數位化、數位優化到數位轉型等服務加速普及,即除了銷售單機設備之外,還能融入軟體、服務加值,終端客戶也能在店中店取得一次購足的解決方案,共同提高產業競爭力。


值得一提的是,過去這類服務往往被視為由官方、法人主導開發,唯恐不利於台灣身為全球供應鏈體系一環,出口導向產業將難以在國際市場上競爭?如今也由工研院智慧機械科技中心在台中建立智慧製造試驗證場域,與軟體商達梭系統(Dassault Systemes)合作打造智慧機械雲平台,對外促成大廠與國際接軌,進行協同開發工程;對內落地協助中小企業,降低技術與資金門檻,執行供應鏈管理數位轉型。



圖4 : 由工研院智慧機械科技中心建立智慧製造試驗證場域,對外促成大廠與國際接軌;對內落地協助中小企業,降低技術與資金門檻。(source:moea.gov.tw)
圖4 : 由工研院智慧機械科技中心建立智慧製造試驗證場域,對外促成大廠與國際接軌;對內落地協助中小企業,降低技術與資金門檻。(source:moea.gov.tw)

在日前於線上舉行的「達梭系統3D體驗周」期間,工研院智慧機械科技中心組長羅佐良表示,近期因為疫情造成台灣出口導向的製造業交期延宕,或難以跨國調校、驗收,工研院便透過機聯網結合達梭系統的AR/VR系統,減少影像後處理時間,支援遠距技術服務;同時受惠於零接觸需求,將大幅加速智慧自動化等數位轉型趨勢,也能藉此在台灣生產體系導入智慧化元素,讓人不必頻繁接觸,即可維持正常生產及營運。


羅佐良指出,該智慧機械雲平台已於今年6月正式開放業者上線申請使用,強調可支援各種App在任何機上盒(SMB)相容使用;並與達梭系統3DEXPERIENCE平台無縫結合,使用AR/VR裝置、打造客製化人機介面,加速實現智慧製造。放眼未來,工研院將致力加強「控制服務」能量,透過模擬分析軟體,掌握機器、材料、刀具和產線物理特性,實現首次加工就是成品,最終能讓台灣廠商逐步從大批量生產朝向大量客製化轉型!


**刊頭圖(source:techpowerup.com)


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