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机械资讯 592 期

台湾工具机产业的回顾与展望

文 / 杨德华
工具机专业委员会 召集人
程泰机械工业股份有限公司 董事长

工具机实力展现-国工业竞争力

虽然现今日电子资讯工业迅速发达,但是它是无法完全取代机械 ( 机构 ) 的,毕竟真正工作的元件是运动机构或支撑结构,这些机构的零件绝大多数都直接或间接的需要工具机来加工成型,再经过组装后,加装控制单元而成为消费者手上的成品,不只涵盖生活用汽车工业、高科技国防 / 航空工业,也包括塑胶及玻璃产品的生产模具、电子元件的生产设备等。

因此,一个国家工业竞争力就可以该国之工具机 ( 或称为工作母机 ) 产业技术与产值能力作为评估基准。多年来,在德国与日本,工具机产值占有率合计近 50% ;前几年政府投入资助以力挽颓势的英就可窥见工具机的重要性。在国内,根据 2000 年工研院机械所 IT IS 向国内大公司负责人及专家进行调选出机械业下一世纪最具潜力的十一项产品中,就包括了工具机、高速切削工具机、半固态金属成型机及关系密切的线性滑轨、线性马达、 PC-Based 控制器等六性产品,足见工具机的影响力被各界肯定的程度。在实力表现方面, 2005 年台湾工具机产值约新台币 1,093 亿元,直逼千亿元大关,其中约 80% 为出口,对我国外汇贡献的助益特别显现其重要。

工具机依其加工型态分为二大类,一是以移除材料而成型方的「切削工具机」。包括综合加工机、车床、磨床、放电加工机、钻床、铣床、搪床、锯床、刨床、齿轮切削机…等;另一类是以施剪压力使材料变形或截断方式的「成型工具机」,包括冲床、剪床、锻造机械、冲孔机械、线材加工机…等。以市场产值占有率而言,世界各国不同,一般而言,「切削工具机」约占 75% ,「成型工具机」约占 25% 。若以控制方式作区分,则利用数位信号并经电脑作运算来操控工具机者称为「电脑数值控制工具机」,简称 CNC 工具机,反之,称为非 NC 工具机或称为传统工具机。

我国工具机产业近十年来的发展

一、产业演进历程

我国工具机产业源演进至今,大致可分成六个时期:

( 一 ) 摸索期:从台湾光复至 1960 年前,靠维修既有机器以累积经验,在后期虽有一些小工厂试产工具机,但多以内销试用为主,产品精度与可靠度均在起步阶段。

( 二 ) 草创期: 1961~1970 年前,一些工具机工厂已稍俱规模,不只接受国外订单,整体出口比率逐渐提高,到了后期,总产值已逾新台币 4 亿元,出口比率也超过 50% 。

( 三 )NC 化初期: 1971~1980 年前,包括一些纺织机械厂投入工具机产业,使得产值大幅成长,总产值达新台币 80 余亿元,而规模较大的厂家也开始发展 NC 机型。

( 四 )NC 成熟期: 1981~1990 年前,制造厂纷纷投入 NC 工具机发展,加上法人研究机构的协助下, NC 技术更为普及和成熟,产值成长至新台币 250 亿元。

( 五 ) 体质考验期: 1991~2000 年前,由于工具机产业呈现欣欣向荣,新厂家加入及原厂家的扩厂,使得 1996 年产值突破新台币 500 亿元,由于 1997 年东南亚金融风暴及各厂祭出削价竞争以争取市场的策略,使得很多大厂发生财务危机,甚至倒闭或并购,总产值并呈现起伏不前。

( 六 ) 转机期: 2001~ 至今 (2005) ,由于国际市场需求逐渐复苏,再度活络我国的工具机产业, 2005 年产值约新台币 1,093 亿元。

二、近十年来工具机的发展

( 一 ) 虽有挫折,总产值持续成长
由于世界工具机需求逐年提高,而台湾产业技术能力及自主研发已趋成熟,故总产值呈现稳定成长,惟受 1997 年亚洲金融风暴引发后续世界性不景气的影响,产值 ( 订单 ) 受到打击而有些许波动,但仍显现此产业的抗跌与复苏能力,总体表现非常稳健, 2004 年已成为全球第五大生产国。

( 二 ) 外销比率攀升,全球排名成绩量亮眼
台湾工具机从 1995 年起迄今,出口比率均超过 70% ,为典型出口导向产业,在中国大陆市场需求急速扩张及部份旧有市场趋于饱和情形下,大陆地区成为我国工具机最大出口国,更提高了整体出口比率, 2005 年出口值达新台币 854 亿元,已成为全球第四大出口国,仅次于德国、日本、义大利,预计今年将超越义大利。

( 三 ) 削价竞争的挣扎年代
在 1997 年起的不景气年代,助长了低价策略的气焰,为了不流失可贵的订单,我国工具机厂家无不使出混身解数,有推出简单低品质、低价产品者,有推出削价求售或展延付款期限者,竞争更趋白热化,不只是哀鸿遍野,也导致很多第一线大厂的财务危机。经过几年的沉淀后,现在虽偶有一些厂家因未精算整体经营成本或为达任务性营业额而有低价行为外,已趋于理性竞争。

( 四 ) 进军大陆市场,也产生隐忧
中国大陆市场已窜升为全球最大工具机消费市场, 2004 年的市场规模高达新台币 3,000 亿元,在中国大陆「国有设备装备中国」政策下的减税配套措施鼓励下,吸引台湾厂商大陆设厂, 2000 年来更是急速增加,但毕竟两岸关系终究演化成既是使用客户亦是竞争对手的形势,加上大陆的政经法律制度,仍高度人制化的情况下,台商触法或吃亏的风险相当高。

工具机产业技术的演进

台湾工具机在 1970 年前的技术尚缺乏工业标准与品质管制,产品的性能很低,品质亦不稳定,产品局限于传统工具机。后来,由于政府支持一连串的「精密工具机发展计画」、与国外知名工具机厂技术合作及派员至国外受训,以及国内一些大厂的研究发展,使得噞内的自主设计能力逐渐建立起来,另外,制造技术、精密传动系统设计与制造、数值控制应用与维修、精密检测、品保系统等技术均有长足进步。在 1980 年前国内已有一些厂家成功推出 CNC 车床、 CNC 铣床、 CNC 综合加工机及 CNC 磨床等产品。

1980 年以后标准泛用型 CNC 工具机的技术逐渐成熟,加上第三世界国家及中国在传统工具机普遍化,产生售价下降而压缩到利润及生存空间,使得国内工具机的 NC 化逐渐提高。法人工研院机械所亦全力为工具机的研发铺路,包括:斜床 CNC 车床、卧式、立式、五面、门型综合加工机,外圆、内圆、平面 CNC 磨床。

1990~2000 年间的研发有几项新的技术

指标:
1. 「线性滑轨」的应用普强化高速进给技术。
2. 开发「内藏式主轴」以提高机械效率。
3. 发展国产化「 PC Based 控制器」以期降低成本及软体应用更弹性的优势。
4. 整合多台工具机及自动化设备的弹性制造系统「 FMS/FMC 」。
5. 提高工具机机能的「多轴工具机」,以五面加工机及车铣复合车削中心为代表。
6. 「线切割机」开发成功。

除了工贝机母厂的研发努力以外,法人及学术单位亦投入相当多的模组化单元或基础技术的研究,例如: 1. 精密高速进给模组, 2. 热变位抑制补偿技术, 3. 振动噪音抑制诊断技术 4. 切削刀具负荷监控系统, 5. 复合曲面逆向工程。 6. 高速主轴之多模态平衡方法…等等。而期间政府推动的「主导性新产品开发计划」及「精密机械技术研究发展科专计划」对工具机厂培养研究能力提供了不少资源。

2000 年以后的技术发展更明确地朝高精度、高速化、复合化、绿色设计及智慧型等方向。具体技术包括: 1. 高达 20000 rpm 以上的「高速主轴」, 2. 奈米加工技术, 3. 高速进给可达 100m /min 以上的「线性马达」, 4. 超多轴复合车铣 ( 铣车 ) 中心机, 5. 高机能之卧式五面加工机, 6. 无油压系统之绿色产品, 7. 干式切削技术, 8. 人机介面, 9. 远端监控维修技术…等等。

未来的前景与展望

工具机的种类有一、二十性,很多产品的演进历程多超过 40 年以上,而且都是耳熟能详,例如车床、铣床、磨床、综合加工机,因此很容易地被列为传统产业之列,也不免会被怀疑它的未来发展性。但是从几点现象及原因,可以预见工具机未来的商机及无限前景:

一、 2004 年全球产值达 452 亿美元,而先进国家 ( 德、日、义、美、瑞士 ) 的占有率约达 65% ,台湾身为准已开发国家,技术及市场的发展空间当然是相地宽广。

二、工作机构的零件材料仍以金属类为主,未来发生大变异的机率是非常低的,而且加工金属的方式 ( 切削及成型 ) 亦难以颠覆,因此,工具母机被取代的可能性,相对非常低。但是,工具机随时代需求而不断进步的压力是存在的,这压力迫使工具机厂必须要投入更多研究去开发更有加工效率、精度更高、更环保、更有竞争力之工具机。

三、开发生产现代工具机需要技术密集且产业关联性大,因此不但开投中国家工具机产业无法急起直追,相对地台湾拥有优势,因为台湾已具有自主开发产品之能力,加上成形的健全中心卫星体系及地理集中的供应网,成本更具竞争力。

四、拥有自有品牌,并具弹性制造能力,因此已建立全球行销网,并且容易吸引国际大厂的技术合作。

虽然,台湾工具机发展空间很大,但仍然存在不少的威胁,包括:

1. 多为中小企业,加上国内 3C 、半导体及光电产业的人才磁吸效应,使得研发能量显然不足。
2. 国内需求市场太小,例如汽车产业、航太工业等,缺乏建立系统整合及应用面的发展支援。
3. 面对全球大厂的并购风潮,超级大厂之新产品研发能力及主导权市场占有率提高所产生之成本竞争力提升,尤其如举台湾产品同质性相等高的韩国“ DOOSAN ”,直接威胁到台湾工具机产业发展。
4. 关键零组件仰赖进口,不但成本居高不下,在景气畅旺时常发生缺货而阻碍成长空间。
5. 官、学、研界对工具机发展的热力逐渐退去,产业可利用的智库资源越来越少,人才需求无法与学校衔接。

未来的工具机产业应善用台湾优势,并且努力去克服目前不利的环境因素,其中包含下面几点:

一、坚持适当利润,并支援新产品的滚发,才能永续发展
过去工具机产业经历削价竞争的惨痛经验,严重压缩仅有 1~2 成的利润,有些厂商为了抢订单而杀红了眼,而谨慎的公司也都受到订单及利润减少之累,导致部分公司出现亏损或倒闭的形况,没有利润必将挤压到研发经费,没有持续的研发活动,将无法提升产品的等级,不只在台湾无法摆脱低价同质品的恶性杀价竞争循环,也将面临中国大陆等新兴国家的生存威胁。唯有投入更大研发经费,积极开发更高效率、高可靠度、高精度、高复合化、高智慧化的新产品,以提高附加价值与利润才是发展的出路。

二、谨慎布局中国大陆,市场很大风险也很高
根据海关统计报告: 2005 年上半年台湾工具机出口至大陆 ( 含香港 ) 约 40% ,加上在大陆设厂的工具机台商,市场之大可想而知。由于中国大陆与台湾属同文同种,加上人工、材料及土地成本便宜,很容易地吸引到工具机厂的设厂布局,甚至牵动下游协力厂商。但也衍生一些问题,例加,为了冲高业绩或利润却未充分了解大陆法令及生态而造成台商触犯漏税法律案件,导致高阶主管被扣押或重罚的情事,时有所闻。以分琪付款销售机器导致该收的帐款无法收到,尾款无法收到,使中国大陆市场呆帐冲高,都重重的打击到原本的美梦;另外,大陆设厂间接的成就了当地的工具机技术,加速大陆工具机的进步,缩短中国大陆与台湾竞争的时程与程度,所以,规划到大陆生产的产品区隔及落实研发根留台湾显得特别重要。
另一个现象,有些厂家认为大陆比台湾更有发展而投入大比例的资金,如此将会排挤到研发新产品的资源与心力,只短视的看到大陆低成本又可大量生产的优势,但豆想利用中国大陆此条件的厂家太多了,等到优势消失了,又没有产品优势,危机马上会发生。虽然,中国大陆市场广大,但可载舟,也可覆舟,应谨慎布局,寻找最当的竞合平衡点。

三、严肃面对全球大厂并购案的威胁
与世界很多大厂相比,台湾工具机厂家的经营规模相对小,虽然优点是反晕快、弹性大,但是在研发资源、经济生产、产品严谨度性上是不利的,造成产品水准与利润难以提高,过去大厂优势发生在德、日、美等先进国家,即使合并成超大厂家,对台湾冲击并不直接明显,但若生在我们产品同等级的对手身上,影响将是立即性的。但如韩国「 DOOSAN 」并购「 DAWOO 」案,它马上成为全球生产工具机数量第一的大厂,并应用本身庞大资源与国家支援整合包装产品,以大厂高级产品姿态及弹性价格在国际市场与台湾产品短兵相接。因此,台湾及早思考因应,包括国内零组件标准化以降低成本,公司间相互入股或策略联盟,甚至以合并方式,增加设计研发的分工合作,或采用联合采购以降低成本效益。

四、呼吁政府多奖励与协助,厂商善用政府资源
与高科技产业比较,政府提供给工具机产业的奖励措施相对很少,连国防役研发人员人数的核定都少得可怜,然而工具机产业属精密机械足以代表国家的工业程度,其产业关联性非常大,发展成熟而利润平稳,年产值达台币千亿元,而且出口占75% ,为台湾赚进不少外汇,故呼吁政府对投资报酬率如此高的工具机产业,投入更加奖励与协助。而厂家应充分利用政府提供的研发补助 ( 如主导性新产品计划、科专计划、 SBIR) ,以及研发单位的高效益低本智库,不断研发更具竞争力的新产品。

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