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机械资讯 773期
智慧机械2.0 / 迎向机械产业的新蓝海

文/林嵩荃
智慧机械推动办公室 副主任
面对全球工业4.0浪潮，我国政府在民国106年由行政院通过智慧机械产业推动方案，以连结在地、连结未来、连接国际等3大策略，并将推动作法区分为高度及广度等2个不同层次，协助国内机械产业、终端应用制造业迈向智慧化升级。4年来，推动成果亮眼并获业者一致好评。其中，较为众所周知的计画或项目包含：智慧机械领航计画、智慧机上盒(SMB)辅导计画、智慧制造辅导团、国产工业感测器、创新AI应用加值计画、公版联网平台NIP等。
近年来面对美中贸易冲突与新冠肺炎疫情的冲击，已对全球产业的布局造成一定程度的影响，面对供应链与生产制造版图的迁徙，我国政府延续过去智慧机械产业推动方案的执行成果，并广纳产业公协会代表的意见，汇整了智慧机械产业推动方案未来推动策略与作法，期待藉由政府资源的挹注，加速产业升级与转型，同时在面对全球供应链体系与生产基地移转的同时，亦能奠定产业未来黄金10年发展之基础。
在新一期程的智慧机械产业推动方案(下称智慧机械2.0)将对准「亚洲高阶制造中心」政策目标，其内涵包含提升附加价值、建立完整产业供应链及成为智慧制造基地。为达成这样的政策目标，在推动方向上区分为智慧机械及智慧制造。智慧机械是延续过去精密机械的成果逐步迈向智慧机械，而智慧制造则是将生产制造过程导入智慧化技术，两者相辅相成。另外，除了延续过去连结在地、连结未来、连结国际等3项具体策略外，更近一步细分了基盘扎根化、服务整合化、系统智慧化、应用云端化、平台国际化、市场全球化等6个精进作法。
这6个精进做法，相对于过去所提IaaS、PaaS、SaaS的架构，基盘扎根化大致可对应到IaaS，其内涵包含扎根基础工艺、强化技术自主以及培育跨领域人才等。而在平台国际化约可对应至PaaS，内涵包含推动国际平台与机械设备的整合及链结国际量测通讯介面标准。而SaaS应用服务模组的部分，即由应用云端化建立云端应用模组，并推展机械云加值。而在技术能量的扩增上，也将藉由服务整合化的推动，扩大系统整合厂商的家数与技术能量，进而以系统智慧化为目标引导业者将新科技逐步扩散，应用至中小企业。最终期待能以市场全球化为目标，将具备IaaS、PaaS、SaaS特色的解决方案，链结国际市场需求，并切入全球高阶市场。
为使读者可藉由本文了解智慧机械2.0，本文后续将分别就6个精进作法进行框架式、摘要性说明，期待读者能就实务问题透过公协会提供意见，以作为智慧机械2.0推动滚动式修正之参考意见。

一 基盘扎根化

在机械产业发展中，工业基础技术是厚实我国机械产业发展基石，需要政府长期规划及支持，且我国产业长久以来以代工为主，许多核心技术仰赖他国，导致关键零组件(如：感测器、雷射源等)研发能力不足，易使产业变成无头工业。另在智慧机械推动的过程中，跨领域人才培育亦是我产业持续发展所需要同步努力的课题之一，尤其在鼓励学生及早接触并投入机械领域，更有赖产业伙伴戮力支持。
另鉴于我国半导体产业在世界扮演举足轻重的角色，惟半导体前段制程技术门槛偏高，若能务实聚焦后段先进封装制程，鼓励国产设备的自制率，不仅有助于扩大我国机械产业规模，更能提升我国机械产业技术能量水准。
故在基盘扎根化部分，拟以「扎根基础工艺与计量标准，提升品质一致性与稳定性」、「突破关键零组件缺口，强化技术自主性」及「培育跨领域人才，奠定产业发展基础」为目标，强化可靠度工程、品质、技术自主性及跨领域人才培育等产业基础，奠定我国机械产业稳固厚实的竞争力。兹分述如下：
(一)扎根基础工艺与计量标准，提升品质一致性与稳定性。
1. 提升工具机精度与品质可靠度，平均失效间隔时间(MTBF)达3,000小时。(经济部工业局)
2. 导入精实管理，降低前置时间10-30%，减少不良品5-30%，降低库存10-30%。(经济部工业局)
3. 建立模具产业材料资料库15件，降低厂商试模时间20-30%。并补助业者提升高阶热处理核心能量及技术等级，透过数位优化热处理制程，缩短时效时间至60天以内，提高品质及附加价值。(经济部工业局)
4. 维持国家量测标准技术并与国际接轨，提供机械产业检校技术服务2,300件。并建构智慧机械量测校正基础设施，预期衍生服务企业数达70家以上，满足智慧机械量测所需之标准追溯。(经济部标检局)
5. 发展具追溯之工具机旋转轴线上参考标准件2件与线上量测技术，提升其量测准确度至少50%，并缩短量测时间30-60%。(经济部标检局)
(二)突破关键零组件缺口，强化技术自主性。
1. 建立国产感测器晶片整合制程平台(验证及试产)，打造感测器产业生态链，并透过辅导补助等机制将国产感测器导入产业应用，强化感测技术国产化并提高附加价值20%以上。(经济部技术处及工业局)
2. 发展感测器校正系统(力量与声学)、视觉感测器3D量测之线上校正技术、工具机线上校正量测技术、具追溯之线上加工量测技术，提高其量测准确度。(经济部标检局)
3. 开发6kW并联式泵浦(DDL)国产化雷射源，降低高能雷射设备成本25%，建立高能雷射零组件供应链。
(经济部技术处)
4. 推动半导体先进制程中心，结合指标终端客户(如：台积电、日月光等)制程设备需求，补助国内业者降低半导体设备验证风险，并将关键制程「重新布线层(RDL)」规划为优先培养项目，全期程(110-114)累计15项以上设备通过验证。(经济部工业局)
5. 针对化合物半导体制程设备，以国际趋势8吋为发展指标，优先强化基板生产设备发展，基于国内具备6吋碳化矽基板设备技术之基础，规划跨入8吋基板生产设备(长晶、磊晶及加工)技术，以建立碳化矽基板自主供应能力。(经济部工业局)
(三)培育跨领域人才，奠定产业发展基础。
1. 在学训练：于大专校院推动AI、资安等课程于智慧制造之跨领域合作学习，并建立3门相关教材之开发，及PBL典范课程教案。(教育部)
2. 在职训练：职训中心扩大办理机械领域智慧化及数位转型等相关课程训练，强化从业人员及待业人员充沛产业人才需求。(劳动部)
3. 产学合作：链结公协会强化专业实作训练，培育智慧制造应用人才2,360人，学生赴企业实作训练率50%。(经济部工业局)

二 服务整合化

在智慧机械与智慧制造的推动过程中，系统整合商在产业转型升级上扮演相当关键的角色，政府应持续协助系统整合(SI)业者，使系统整合(SI)业者能扣合智慧制造应用端公司的需求与专业(domain-knowhow)，两者相互合作，藉由系统整合(SI)技术能量的提升后，再扩散其辅导能量至相关产业。同时亦应鼓励机械业者整合应用端需求及资通讯应用技术，逐步扩增系统整合能量，以协助客户导入智慧制造，转型成为系统整合(SI)角色。
再者，在面对全球产业版图的迁徙过程中，我国政府推动投资台湾三大方案吸引优质制造业者回台投资，在回台投资的过程中，政府也将藉由智慧制造辅导团协助媒合系统整合(SI)业者导入智慧制造解决方案，透过场域试炼，厚实系统整合服务能量。
故在服务整合化部分，拟以「促成转型或新创，以扩大系统整合商家数」与「媒合场域试炼，扩大系统整合服务件数」等，旨在强健我国系统整合(SI)能量，并藉此扩散加速我国产业转型。
兹分述如下：
(一)促成转型或新创，以扩大系统整合商家数。
1. 透过智慧机上盒(SMB)辅导计画，预计培育10家以上(全期程累积60家)国内业者转型SMB系统整合服务单位。(经济部工业局)
2. 针对电子设备、金属成型、塑橡胶等五大产业，协助100家设备业者转型成为机械云领域专业系统整合(SI)业者。(经济部技术处)
3. 辅导资服业者发展具生产可视化、品质监控等智慧化功能之技术模组，每年带动智慧制造投资8亿元。(经济部工业局)
4. 精进智慧制造系统设计规划暨整合建置服务(SI6)能量登录机制，预计促成发展3家(累计)智慧制造系统整合业者。(经济部工业局)
(二)媒合场域试炼，扩大系统整合服务件数。
针对申请「投资台湾三大方案」及制造业厂商导入智慧制造需求，结合辅导团能量到厂访视，提供导入建言与谘询诊断辅导每年142案，媒合SI试炼场域，扩大系统整合服务。(经济部工业局)

三 系统智慧化

近年来工业局推动智慧机上盒(SMB)带动整体产业数位化升级，并已有「协助制造业智慧应用升级辅导计画(SMU)」衔接后续智慧化发展，成果实属丰硕。而在AI应用模组开发因其门槛较高，亦由法人或学校做前端技术开发工作，后续将再逐步导入机械产业应用，如善用AI调整不同机械特性，并辅以简捷化软体设计，加速带动产业走向智慧化。
故在系统智慧化部分，拟以「强化中小企业数位化能力(IoT)，加速供应链数位转型」及「以新科技(AI、5G等)或智慧技术(大数据、CPS等)，强化设备或系统整合能量」为目标，强化中小企业数位化能力，并逐步扩散至产业聚落，同时将延续大数据分析、人工智慧(AI)等新科技研发成果，扩大并落实于中小企业应用及提升系统整合(SI)业者技术能量。各项推动细节分述如下：
(一)强化中小企业数位化能力(IoT)，加速供应链数位转型
1. 动智慧机上盒(SMB)导入设备联网与稼动率可视化，引领中小企业IoT数位化转型达到即时管控智慧产线，提升稼动率5-10%。(经济部工业局)
2. 推动协助制造业智慧应用升级计画(SMU)，辅导中小型终端应用业者导入智慧化(分析、预测等)应用服务模组，提升稼动率5-10%。(经济部工业局)
3. 协助中小型制造业生产线导入AI应用，推动瑕疵检测、品质预测或设备加值等制造领域相关AI解决方案，累计辅导50案次、促进产业投资累计2.2亿元以上。(经济部工业局)
4. 协助中小型制造产业聚落业者与上下游供应链厂商串连资讯系统，共同导入智慧机械与AI应用，扩散至28个产业聚落。(经济部工业局)
(二)以新科技(AI、5G等)或智慧技术(大数据、CPS等)，强化设备或系统整合能量
1. 以AI智能化软体、5G应用等技术导入航太、自行车、汽机车等产业，以智慧制造模式进行试量产验证，协助业者营运模式转型为智慧化系统整线输出，促进投资1.5亿。(经济部技术处)
2. 发展机器人边缘运算控制、机器人系统数位化软体以及机器人AI学习自适应协作等智慧化关键技术，提供国内业者国产化系统解决方案，预期提升生产效率30%以上，缩短制程转换时间50%，协助产业提升附加价值15%。(经济部技术处)
3. 建立模具开发历程及材料资料库28件，导入与建置「虚拟产线排程模组」及「实际产线监视模组」共3案，促进厂商投资1亿元以上，提升产业产值5亿元以上。(经济部工业局)
4. 辅导5家以上机械产品厂商导入智慧化联网沟通国际标准，预期提高机械产品附加价值10%以上与议价竞争力。(经济部技术处)
5. 结合AI功能模组、电控技术与数位化软体工具平台，开发机器人制造次系统控制器，建立机器人智慧制造系统自主供应能量，提高产品良率20%。(经济部技术处)

四 应用云端化

为落实大联盟各项推动工作，在大联盟架构下(如图二所示)设立「产业化推动委员会」，并于今(2021)年2月5日正式成立。该推动委员会目的在凝聚共识，拟定策略与作法，提供给政府单位作为施政参考，并加速各次领域产业之产业化推展。
(一)以智慧机械云加值，提升设备附加价值
1. 发展机械云与制造服务生态系统，导入厂商150家形成示范案例，建立智慧机械云生态聚落，参与会员数达2,500家，开设店中店50间。(经济部技术处)
2. 推动智慧制造数位协作系统，提供订单、排程等管理模组，全期程84家制造业厂商导入运用，协助业者建构数位化生产管理能力。(经济部工业局)
3. 针对电子资讯领域高阶终端产品的供应链产业，提升产业检测效率12%、制程可视化程度15%及制程良率10%。(经济部工业局)
4. 智慧纺织品结合感测、物连网云端整合平台及大数据搜集，产品附加价值每年将提升3.5~5%，累计增加产值约67亿元。(经济部工业局)
(二)建立云端应用模组技术，加速机械云平台扩散
建立五大产业云端智慧模组，建立230个应用服务模组(APP)，提供设备加值服务，协助100家设备业者转型成为领域专业SI业者，促成产业升级与数位化转型。(经济部技术处)

五 平台国际化

我国机械产业出口值占生产值超过70%，这意味着超过7成的生产是倚赖外销，因此如何介接国际平台、相容于国际通讯介面标准等，亦是各机械产业公协会所在意的重要课题之一。故在平台国际化部分，政府拟以「推动国际平台智慧制造模组功能与我国机械设备整合」及「链结国际量测及通讯介面标准，介接国际」为目标，期能强化与国际市场的链结，降低我国产设备切入国际供应链体系的门槛。 其推动目标与作法分述如下：
(一)推动国际平台智慧制造模组功能与我国机械设备整合
链结公协会辅导发展智慧制造应用模组接轨国际通讯介面标准或介国际平台，将建立23件以上在机械领域之智慧制造典范案例。(经济部工业局)
(二)链结国际量测及通讯界面标准，介接国际
发展数位化计量资讯并与德国PTB共同推动国际通用的数位化计量数据交换架构，促使量测资讯可运用于智慧制造。(经济部标检局)

六、市场全球化

如何协助产业拓销国际市场，一直以来也是智慧机械产业政策推动的重要方向之一。锁定国际重要目标市场，结合专业展览办理整合行销活动，协助厂商对接媒合潜在客户，均是协助厂商争取商机有效的作法。而在技术合作的构面，系统整合(SI)业者透过国际大厂进行β-test验证与国外客户磨合，可协助系统整合(SI)短时间、大幅度的提升技术能量，对厂商是很重要的试炼。故在市场全球化部分，政府拟以「链结国际市场需求，形成策略伙伴」及「推动设备商通过国际级高阶客户端认证，切入全球高阶市场」为目标，期能紧密链结国际大厂终端需求链结，并藉以提升我国机械产业技术能量，进而切入高阶市场同时提高附加价值。其推动目标与作法分述如下：
(一)链结国际市场需求，形成策略伙伴
1. 办理海外国际展整合行销活动，促成我国厂商与目标市场重要买主或国际大厂对接媒合，完成60案以上。(经济部国际贸易局)
2. 辅导产业公协会数位转型、强化数位行销能力或运用数位科技行销推广，完成6案，参与厂商60家以上。(经济部国际贸易局)
3. 邀请国际专业媒体来台或线上采访，促成台湾智慧机械专题报导30篇以上。(经济部国际贸易局)
4. 链结欧美日及新南向国家，促成指标性国际合作13案。(经济部工业局)
(二)推动设备商通过国际级高阶客户端认证，切入全球高阶市场
1. 补助业者之关键零组件、智慧制造设备或智慧制造解决方案，输出国际市场(含β test)，全期程完成20案切入全球供应链，生产效率或营业相关指标成长率达10%以上。(经济部工业局)
2. 补助业者之国产半导体设备，通过指标客户(如：台积电、日月光等)产线品质验证，全期程完成15案以上切入高阶客户端供应链，提升国产设备产值60亿元以上。(经济部工业局)
3. 办理国际产业高峰论坛15场(全期程)，链结亚太及全球应用市场。(经济部工业局)智慧机械产业推动方案在过去4年，推动智慧机械产业领航计画、智慧机上盒(SMB)、创新AI应用加值、智慧制造辅导团、国产感测器、公版联网平台NIP等重点政策，不论在高度(挑战国际顶尖规格)或广度(扩散于中小企业)、深度(技术深化)等构面，均奠定产业数位化与智慧化基础。未来智慧机械产业推动方案2.0将对准「亚洲高阶制造中心」政策目标，协助产业提高附加价值、建立完整产业供应链，使我国成为全球智慧制造基地。
相较于过去4年推动成果，可靠度工程、先进封装制程设备国产化、扩大系统整合商家数与能量、新科技(如：AI、5G等)应用并扩散至中小企业、以共享精机的概念推动云端平台技术应用等皆属新增项目，亦顺应产业发展的脉络强化了方案推动的完整性。
本文已就智慧机械产业推动方案未来4年推动策略及作法进行框架式、摘要性的整理，产业界有任何需求皆可透过各机械产业公协会与政府进行沟通，衷心的期盼藉由产业的意见滚动式调整方案推动的内容，使智慧机械产业推动方案能发挥更大的杠杆效益，开创机械产业未来的黄金10年。
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