IEK360 分享會 - 工業機器人與自動化產業商機探索 黃仲宏 工研院產業經濟與趨勢研究中心 (IEK) 2014 年 10 月 21 日
產業自動化 何謂智慧自動化 以機器人為核心的自動化 發展機會 & 商機 受惠於自動化技術進步的產業 台灣工業機器人產業的機會 結論 缺乏市場縱深 產業規模及尖端研發能量的台灣機器人產業不一定要跟隨德日大國去發展打造出一具具推陳出新的各式機器人來做正面競爭, 高知識含量 高附加價值的技術服務應該是這個產業發展上的重要選項 我們可以去強化人機協同技術發展的能力 智慧機器人關鍵模組技術的能力 ( 先進的視覺模組伺服 撓性夾爪技術 無軌 AGV 友善人機介面 ); 也就是說我們去強化製造系統整合的能力 客製化機器人產品的能力 ( 一流的手眼力技術 ) 1
產業自動化 何謂智慧自動化 以機器人為核心的自動化 2
社會環境檢視 - 台灣的勞動力有老化趨勢 1995 年就業之學歷結構 2010 年就業之學歷結構 1995 年就業之年齡結構 2010 年就業之年齡結構 大學以上 (20.5%) 高中 (33.6%) 國中以下 (45.9%) 大學以上 (43.0%) 高中 (34.3%) 國中以下 (22.7%) 55 歲以上 (9.72%) 35-54 歲 (43.92%) 34 歲以下 (46.35%) 55 歲以上 (11.6%) 35-54 歲 (50.81%) 34 歲以下 (37.6%) 我國產業人力結構在 1995 年時, 是以國 高中畢業生為主體 ; 但是到了 2010 年, 我國人力素質因為大專院校普設的結果, 產業人力結構轉變成是以大學畢業生為主 隨著我國人口高齡化 少子化的趨勢,34 歲以下就業人口在 1995 年的比重是 46.35%, 但是到了 2010 年,34 歲以下的就業人口已降為 37.6%, 且 55 歲以上就業人口比重有增加的趨勢 資料來源 : 國家發展委員會 3
產業環境檢視 - 台灣在 3K/3D 的產業招工已不易 橡膠製造 鑄造 工具機 染整 熱處理 鍛造 3K 產業因環境問題國人投入意願低, 缺工嚴重解決方案 3C 組裝 開收外勞限制 發展機器人 & 智慧化技術 化工產業 電子產業 工作重複度高 薪資水準較低從事勞力服務意願低, 人力不足 針對 3K 產業現行外籍勞工聘僱政策已降低限制,(3K 外勞核配比例從 20% 放寬到 35% ) 但剩餘作業需求仍有很大的本國勞工招募困難, 因此發展 3K 產業用之機器人是可行的解決方案 針對 3D 產業中的 Dull Job, 亦可發展專用機器人, 彌補人力的不足 2013 年台灣就業人力為 1,106 萬, 其中外勞已達 49 萬 未來台灣勞動人口若轉折下降, 而仍一昧引進外勞來補足勞動缺口, 將帶給社會巨大壓力 4
現有製造業面臨轉型, 朝智慧製造發展 第一次自動化 目前台灣產業面臨情境 1950-2010 年台灣工業自動化發展歷程 1. 台商回流 台灣投資環境改善 中國大陸營運環境日趨嚴苛 1950 年少量自動化 1980 年低成本自動化機電整合自動化 1990 年工廠自動化彈性製造 2000 年電腦整合製造 2010 年 2. 3K 產業缺工 橡膠製造 熱處理 成本效率 鑄造 染整 鍛造 安全 生產力 3. 產業需以自動化生產的需求增加 工具機 3C 組裝 化工產業 電子產業 推行智慧自動化 寶成工業蔡佩君執行長 103 年表示未來 5 年將力推生產自動化, 在員工總數不變前提下產能再增加 30-50% 廣達林百里董事長訂定 102 年為 自動化元年, 主機板自動化比率提高至 40%, 目標節省 15% 人力 群創段行健董事長表示自動化不僅促進製造業產業升級, 並可帶動產值與價值最大化, 目標節省 1 萬名人力 和碩聯合公司訂定 102 年為自動化年, 目標節省 20% 的辛苦人力 上銀看好自動化產業, 投入巨資在台中市精密園區設廠擴大佈局 福裕 遠東機械投入混線全自動化鋁輪圈生產線開發與輸出, 取得大陸 北美龐大市場商機.. 5
過智慧化流程所創造出的產品 設備 系統 產線 整廠 ( 軟硬實力的整合與展現 智慧型自動化要素 1 訊號感測 (Sensing) 2 資料處理 (Processing) 3 決策判斷 (Reasoning) 4 作動控制 (Reacting) 智動化 B to B 生產面升級 提升附加價值 少量多樣 彈性 複合化 多能工 第二次自動化 ( 智慧型自動化 ) B to C 的廣泛應用 家庭生活之自動化 提升醫療 觀光等服務業之產業效能 安全 舒適 便利 健康 節能減碳 環保 人文關懷 智慧機器人技術 手眼力控制器 智慧夾爪 無軌 AGV 彈性製造單元 6
受惠於自動化技術進步的產業 7
台灣會受惠於自動化技術進步的產業 金屬製品加工業 3K 產業 電子產品製造業 電子產品製造業 : 3C 組件製造 - 印刷電路板插件 3C 產品製造 - 產品組裝及檢測 現象 產品周期短 (3~6 個月 ) 缺工 作業工時長 毛利不高 需求 彈性製程 生產效率 品質一致 降低生產成本 做法 / 趨勢 工廠遷移 ( 逐成本而居 - 土地 人工 ) 導入機器人 / 作業單元 提高彈性自動化 屬製品加工業 : 3K 產業 : 鑄造業 水五金產業 鍛造業 去毛邊 拋光作業 鋁鑄件零件整列 表面處理業 大量人工螺絲鎖附 熱處理業 金屬手工具產業 自行車零組件產業 8
工業用機器人在生產線上的應用機會 以成本效益來說, 機器人目前介於專用機和人工之間 從作業的複雜度 及產量的大小, 比較專用機 機器人和人手作業的操作特性 ; 虛線部份即是機器人導入的優勢所在 專用機適用在工序單純, 產品量大的固定式自動化上, 且投資的初期就能夠彰顯導入專用機的 C/P 值 在一定的工序複雜度與產品數量下, 活用機器人及其技術, 所產生的效果會比專用機來的好 複雜度高的工序 ; 可在某些成熟的機器人技術導入下, 利用自動化達到省力省時的效能 多量 作業的複雜度高, 例如柔軟物的組裝處理, 雖已有對應的機器人技術克服, 但是導入的費用高, 且彈性度小 少量 工序的變化相當頻繁, 人員的操作不一定能符合品質一致的要求, 利用機器人做可程式的自動化將會有明顯的優勢 作業的複雜度 ( 品項 換線頻率 難度 ) 9
投資報酬 (ROI) 分析 純人工做上料, 一個月的薪資以 3 萬元計一人, 三年累積花費約需 108 萬元 250 以專用機做上料, 機器設備成本每台約 50 萬元, 人員整列假設一人可顧 3 個機台, 所以成本約 1 萬元 / 月, 電費維護假設 4 萬元一年, 三年總花費約為 98 萬元 以 3D 視覺導引機器人進行散亂工件直接取料, 機器設備花費約需 100 萬元, 無人工整列, 電費維護費假設 5 萬元一年, 三年總花費約為 115 萬元 投入成本以專用機整列上料最低, 預計 31 個月累積支出小於全人力方式, 且能夠降低 60% 人力需求 3D 視覺導引機器人進行散亂工件直接取料三年總花費最多, 但在第 39 個月後總支出費用會小於全人工方式, 第 55 個月後總支出會小於專用機 M odel Working conditions Total cost 人工 專用機 Personnel Costs : NT$ 30,000 per month. 1st Year : NT$ 360,000. 2nd Year : NT$ 360,000... Costs of Machinery and Equipment : NT$ 500,000. Costs of Electricity : NT$ 40,000 per year. Costs of Human Resources : NT$ 120,000. 1st Year : NT$ 660,000 2nd Year : NT$ 160,000 3rd Year : NT$ 160,000.. 費 用 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 Total costs in three years : NT$ 1080,000. Total costs in three years : NT$ 980,000 年 人工 專用機 機器人 機器人 No t e Costs of Machinery and Equipment (robot) : NT$ 1,000,000. Costs of Electricity : NT$ 50,000 per year. 1st Year : NT$ 1,050,000 2nd Year : NT$ 50,000 3rd Year : NT$ 50,000.. the matenance costs may be neglected. Total costs in three years : NT$1,115,000 10
單位 : 億美元 單位 : 億美元 以地區別區分 : 160 140 120 100 80 60 40 20 0 36.47 29.08 52.37 以類型別區分 : 200 150 100 50 0 北美地區歐洲地區亞洲地區 57.35 51.1 全球智慧型機器人的需求 85.7 100.5 2011 2016 2021 86.9 工業型機器人 35.6 116.5 85.5 73 158 148 178 2011 2016 2021 資料來源 :The Freedonia Group, Inc 2013 服務型機器人 單位 : 億美元 2011 2016 2021 北美地區 29.08 57.35 100.5 United States 25.30 51.40 90.00 Canada & Mexico 3.78 5.95 10.50 歐洲地區 36.47 51.1 73 Germany 14.48 17.75 23.50 Other Western Europe 21.99 33.35 49.50 亞洲地區 52.37 85.7 148 Japan 19.38 26.00 37.50 China 12.47 27.50 53.50 South Korea 11.75 15.50 23.00 Other Asia/Pacific 8.77 16.70 34.00 其他地區 4.58 7.85 14.5 總計 122.5 202 336 中國大陸在 2016 年的工業機器人需求將超越日本 2021 年全球服務型機器人的需求值將高於工業機器人 單位 : 億美元 2011 2016 2021 工業型機器人 86.9 116.5 158 服務型機器人 35.6 85.5 178 11
專業服務型機器人 服務型機器人 個人與家用服務型機器人 國防軍事用機器人約佔專服的 39% 農用機器人約佔專服的 30% 物流系統機器人佔專服約 9% 其他的專業服務型機器人包括建造及拆除系統 專業清潔機器人 檢查與維護保養系統 救援與保全機器人 水下系統機器人, 但其產值與數量比起前述機器人約佔比 1~2 成 此類型的機器人總數約為 300 萬台, 主要是吸塵與地板清潔 除草機器人, 以及休閒娛樂機器人, 包括玩具機器人 嗜好系統 教育與研究用 其中家用機器人的裝置量約為 196 萬台 ( 主要是清潔機器人 ) 至於娛樂機器人,2012 年約 100 萬台, 比 2011 成長近 3 成 有許多公司 ( 特別是亞洲公司 ) 提供低價的 玩具機器人 消費型機器人技術進展緩慢, 但未來成長性看好 機器人在工廠生產線當中已成為現實, 但是在消費型的應用上卻明顯的慢了許多, 主要原因在於技術 ( 有自我意識的機器人技術 ) 未到位, 市場的期待性仍然遠高於技術可達到的程度 儘管在一些工業領域或軍事應用上都能看到大量採用機器人或自動化的相關解決方案, 但是在消費領域上卻受限於技術成熟度不夠及成本昂貴之 2 大因素 以目前的技術水準, 不是所有的消費服務型機器人都能快速 的商品化 12
全球主要的機器人廠商 13
工業機器人廠商 - 構成工業機器人的零組件 : 機構 伺服馬達 控制器 軟體 感測器均由發那科自行設計製造 發那科掌控機器人的主要軟硬體技術, 而且有高穩定性的口碑, 甚至引領產業的發展 CNC 產品領域 工業機器人 FANUC CNC Motion controller 伺服馬達 拳頭型機器人 6 軸多關節機械手臂 公司核心技術 CNC 整合機器人之智慧化 網路化的整體解決方案 以 FANUC 機器人為主體, 搭配視覺系統 工具機 夾爪等靈活運用, 說明其可無所不用其極的應用在各式各樣的製造領域 14
Positive view on Fanuc for several reasons A global leader in both CNC and robotics. The company is well positioned to capitalize on a recovery in automotive capex in China and global automation demand. The Apple supply chain will continue investing in Robodrill products ahead of the iphone 6,7.. launch. Robodrills from Fanuc make metal cases for Apple Competition & market franchise Fanuc has an estimated 50% share of the global market for CNC equipment. Its main competitor in this area is Siemens AG of Germany, and the two have a controlling 80% share of the world market. In industrial robots, Fanuc is vying for the top position with ABB of Sweden and Yaskawa of Japan, all three players have market shares around 40%. Other players among others are Kuka of Germany, Nachi-Fujikoshi and Kawasaki Heavy in Japan. 資料來源 :FANUC CLSA(2014) 工研院 IEK 15
Google 從全球收購了多家機器人公司 -1 Industrial Perception Autofuss Bot & Dolly Meka Robotics 機器人的精準視覺 Industrial Sorting Robot 快速的夾起貨物後堆放完整, 靠的就是它的立體攝影機, 可以找出物品確切的位置, 準確的拾起貨物並卸下 機器人的動作設計 Autofuss 製造的機器人專門處理需要特別技巧 又能帶來視覺震撼的廣告 機器人的動作控制 IRIS 的機器人控制平台, 目的是要為現有的工業機器人提昇至更精準的系統整合 可伸縮的機械手 Meka 的機器人不走強壯路線, 它主打的特色是 彈性, 機器人的關節伸縮自如, 可順應各式各樣的任務, 能夠非常安全的在人類旁邊運作 16
Google 從全球收購了多家機器人公司 -2 Boston Dynamics Holomni SCHAFT Redwood Robotics 製造有腳的機器人 這間公司所製造的機器人最大的兩個特色就是 : 有腳 自我驅動 他們的機器人活動穩定 力量強大, 甚至可以拋擲煤渣磚 全方位移動的輪子 Holomni 的目標爲製造出高科技的輪子裝置, 可以進行全方位的運動, Google 大概想要幫有腳的機器人製造出更多的活動和移動的方式 高效電能驅動器 S-One 機器人爲電容器驅動, 電力相當於渦輪機發動引擎, 可以發出強大的電能 簡單可程式的手臂 2012 年創立的 Redwood Robotics 宣布他們想要研製機器手臂, 但未發表任何產品 Meka 和 Redwood Robotics 可能會結合 Meka 開發出節能 安全的機器人 17
Google 要做什麼樣的機器人? 這家公司的野心是想主宰世界的智動化? 且正在打造一個將顛覆世界的產品? Google 發展的機器人應偏向於人形機器人, 比較不是傳統工業型機械手臂, 目標市場鎖定在製造用和物流業 ; 生產製造線上, 對於目前利用機器人來做非標準物件的辨識上仍有許多待克服的技術, 而這也是 Google 的機會 大舉投入機器人開發的 Google 應該不是以工業機器人的品牌為目的, 著眼點應該是在機器人標準的制定, 他們認為這是更為重要的事, 就和.com 有標準, 通訊的傳輸協議有標準一樣 ; 透過標準的制定, 讓 Google 站在自動化設備產業的制高點 此外,Google 朝向建立一個平台, 此開放平台不同於目前其他的機器人公司是在自己的平台上建立垂直的系統與應用,Google 朝向建立一個開放平台供大家選擇 這樣的模式, 類似於過去 Google 與蘋果在智慧型手機平台上的較勁, 只是移到機器人自動化的戰場上 Amazon 已經發展了無人駕駛貨機 ;Google 應也體認到, 從工廠的生產品到配送到終端消費者的這一整條流程, 如果都能自動化的話, 將會大大提高商業模式的效率 Google 的機器人將以一個助手的身份整體跟著人類, 幫助人類完成各種任務, 以因應高齡社會的來臨及居家照護的需求 也可能會利用機器人去探測一些人類無法達到的區域, 以便能進一步完善它的 Google Maps 18
發展機會 & 商機 19
台灣工業機器人市場目前以歐日品牌為主 主要應用在焊接 裝配 鑄造 密封塗膠 材料處理 包裝 噴漆 水切割等領域 近年亦著重在工具機產業 拋光 研磨 去毛邊 射出成型等相關領域的應用 前幾年在台灣由盟立代理, 主要應用在為半導體產業, 例如無塵室晶圓片的搬運, 以及液晶面板的搬運 這兩年亦投入在金屬加工領域 在台主要有兩大業務, 分別為產業機器人及工具機控制器設備 電子產業為其相當主要的應用, 在以汽車業為主的傳統產業 ( 另含應用在雷射 水刀 表面處理 壓鑄 噴砂 ), 也佔有極高的比例 在大型荷重的搬運,KUKA 是許多廠商的首選, 另外也投入在鑄造 研磨 裝料 裝配 貨物包裝 焊接 表面修整等領域 在台灣的業務主要著重在精密操作的應用領域, 例如光學玻璃組裝 雷射切割 生化醫療 太陽能相關應用領域.. 等 EPSON 在台灣先前是以影像業務為主,2010 年開始才比較正式在台涉入工業機器人領域, 產品含括滑軌 SCARA 6 軸及視覺辨識系統域 有大量產品應用在電子產業的生產線 DENSO 機器人在日本是豐田汽車的關係企業 在低荷重級機器人的精度與速度上有其特色, 電子業 醫療業 與產業設備整合做上下料 OTC 機器人在台灣是由潤蓬代理, 產品主要是焊接機器人及其系統, 這一塊其在台佔有很大市場, 另也針對搬運 組裝 塗膠 去毛邊及研磨等應用不斷開發客源 Panasonic 機器人在台是由欣榮公司代理, 以弧焊 (Arc) 為主, 其特點在於機械手臂和焊接機都是由日本松下公司所開發研製 三菱電機在台灣販售的機器人以 6 公斤級的 RV-6 佔了多數, 多數應用在電子產業的 handling 另外, 有將機器人與工具機系統整合應用 中國市場前十大廠商 2012 年機器人銷量 日系 :6 歐系 :2 南韓 :1 中國 :1 20
台灣工業機器人供應鏈 製造 零組件 軸承 / 齒輪 東培 勁越 祥儀 中國軸承 國富 健椿 線性滑軌 上銀 銀泰 仠帝 直得 精浚 導螺桿 上銀 F- 亞德 台灣滾珠 銀泰 璟騰 夾爪 PC-Based 研華 研碩 賜福 新代 凌華 揚森 詠強 PLC 永宏 泓格 艾訊 士電 長新 豐煒 工控系統 台達電 研華寶元 盟立 研華 新代 新漢 舜鵬 樺漢 馬達 台達電 士電 賜福 大同 合豐 大銀微 哈伯 東元 減速機 上銀 鼎益 利茗 晶傑 台灣精銳 齊富 驅動器 台達電 上銀 大銀微 盟立 艾克立 工研院 視覺感測器 工研院 立紳 凌華 廣華 泰洛 久德 台達電 距離感測器 工研院 西克 史賓納科技 斯派特 力矩感測器 飛斯妥 亞帝 宣光 展典 工研院 所羅門 創流 台灣氣立 廣豐興 兆和豐 模組 生工產業組機裝器人 下游 機構模組控制器模組驅動模組感測模組 單軸型機器人 上銀 銀泰 精機中心東佑達 哈鏌 天行 金工中心 上銀 銀泰 直得 亞德客上研 天行 直角座標型機器人 上銀 精銳 哈鏌 天行 上研 永聯邦 易立威 潤達 台達電 研華寶元 新代 上銀 賜福 洋威 慶鴻 盟立 SCARA 機器人 工研院 鴻海 精機中心 和椿 金工中心 台灣氣立 台達電 東佑達 盟立 台達電 賜福 大銀微 士電 力浦 均豪 陽程 並聯結構型機器人 長毅技研 工研院 精機中心 金工中心 台達電 鴻海 上銀 多關節型機器人 FPD 產業半導體產業汽車產業傳統製造業食品包裝產業金屬產業其它產業 敦南 菱光 工研院台達電 柏昇 上銀 鴻海 台達電 勤堃 健昇 長毅技研工研院 精機中心 迅得 21
Robo-Stox Global Robotics and Automation Index ETF (ROBO) ROBO 基金選股的兩個主要特質, 一是投資機會的國際化,81 家公司裏有 53% 是跨國企業 二是注重小而美公司的潛力, 有近三分之一的公司的市值不算龐大, 但是其未來的成長爆發性不容忽視 國家 入選公司數 所佔比重 美國 29 35.80% 日本 20 24.69% 德國 6 7.41% 台灣 5 6.17% 瑞士 4 4.94% 英國 3 3.70% 加拿大 2 2.47% 法國 2 2.47% 以色列 2 2.47% 荷蘭 2 2.47% 瑞典 2 2.47% 芬蘭 1 1.23% 香港 1 1.23% 挪威 1 1.23% 南韓 1 1.23% 自動化概念股 股號 公司 選取理由 2308 台達電 IA 產品成長性佳, 看好中國市場自動化需求, 自有品牌未來將貢獻營收 2395 研華 研華寶元數控已與客戶開發 3-6 軸機械手臂之控制器 2317 鴻海 具有工業機器人品牌及 3C 自動化產線建置能力, 未來結合物聯網的自動化 1590 F- 亞德受惠於工廠自動化議題, 氣動元件未來仍可穩定的成長 2464 盟立 機器人切入汽車產業 生技產業 觸控面板產業 晶圓代工廠 6166 凌華 工廠自動化商機 ( 視覺導引技術 ) 挹注其營運, 未來營收可穩定成長 6215 和椿 成功定位成 技術通路 商, 朝零組件 -> 設備 -> 整合的腳步前進 2049 上銀 董事長極具開拓自動化產品的的野心, 國內機器人類股代表公司 3498 陽程 掌握新普 鴻海.. 等大客戶 5443 均豪 除面板相關設備產品, 另外進軍 3D 列印設備 隱形眼鏡機台設備 3022 威強電投資洋威控制器 8234 新漢 EtherCAT 控制器開發, 目前已是固高 Prima 的客戶 2377 微星 全球前 5 大客戶拿下 3 家代工 2357 華碩 掃地機器人 居家照護機器人,2015 年會有吸睛的產品發表 2360 致茂 量測儀器結合威光自動化的搬運輸送設備, 打造整廠輸出模式 6414 樺漢 機器人控制器隨鴻海百萬大軍一同成長 1504 東元 以雲端機器人的概念, 透過 App 將家電控制整合到指尖 6438 迅得 PCB FPD PV 的產業自動化已是趨勢, 未來潛力看好 2354 鴻準 Foxconn Technology Co., Ltd. is engaged in design sales, and manufacturing of Mg/Al casing and mechanic parts, thermal modules, and consumer electronic products. 22
台灣公司在 ROBO 的成份股有 5 家 AirTac 生產製造機器人的控制元件及氣動元件, 超過 90% 的零件都在其內部自製, 在中國氣動元件市場約有 10%-15% 的市佔比 氣動元件在過去幾年佔其公司營收的四成 自 2010 年回台上市, 就被視為 機器人概念股, 預計 5 年後營收增加三倍 挑戰 60 億 ( 人民幣 ) 台達電研製電子產品組裝線的工業機器人零組件和控制系統 台達 IA 的利基是電控零組件, 解決方案包括自製的交流馬達驅動器, 交流伺服驅動器, 可編程邏輯控制器, 人機界面, 機器視覺系統和感測器 另外在工廠自動化和節能管理亦是其發展項目 不會只限於工業用機器人, 機械手臂只是鴻海自動化的一環, 未來會進一步延伸到商店 家庭 辦公室的自動化, 結合物聯網的自動化才是他們的發展重心, 這樣的野心, 連目前在全球工業機器人產業執牛耳的 FANUC 等主要企業, 均不敢輕忽 台達電 鴻準 上銀的強項在於製造單軸工業機器人用的滾珠螺桿, 線性滑軌和導軌, 上銀滾珠螺桿產品的高精度是少數能持續獲得由 ISO 和 DIN 標準認可的廠商之一 KK 單軸機器人運用其最先進的滾珠螺桿和導軌技術, 強調高精密度的性能 KA 是 KK 輕量化的版本,kS 高防塵的特性主要使用在無塵室及醫療應用 上銀 東元電機的工業自動化和馬達應用部門, 為機器人和自動化系統製造和安裝 PLC,Relays 和 motors 東元發展 DC/AC 變頻器的工業自動化技術的解決方案, 能夠整合用在工具機廠 鋼鐵廠 半導體廠 TFT 廠和機電產業 未來打算擴展它在工廠 大樓和家庭系統自動化的產品 高功率的 F510 系列交流馬達, 已多次贏得台灣技術創新的精品獎 東元 23
富士康集團的野心不容忽視 鴻海公司多年前曾研製一隻 Pleo 小恐龍, 雖然其在銷售上的成績不如預期, 但是這隻小恐龍所採用的感測器技術其實已宣告著他們早已掌握機器人的某些關鍵技術了 Google 公司在 2013 年底購併了 8 家新創公司, 這個新事業部門的重點目標鎖定在製造業用機器人 2014 年初鴻海宣佈聯手美國 Google 合作開發機器人技術 Google 發展機器人的著眼點應該是在於標準的制定, 他們認為這是更為重要的事, 和.com 有標準, 通訊的傳輸協議有標準一樣 ; 透過標準的制定,Google 想以此在未來站在自動化設備產業的制高點 鴻海公司的百萬機器人大軍除了工廠自動化, 半數將會應用在賣場 自動倉儲 醫療系統 運輸業和服務業 家庭應用等領域 鴻海與 Google 的合作未來也勢必搶攻智能照護及家庭安全監控的商機 24
富士康所研製的工業機器人 - 福匠 iphone ipad NB 個個都需要成千上百道的工序, 至今仍須仰賴一個個生產線的工人, 把數百個零部件組裝起來, 要想全部由機器人代勞, 絕對是不可能的任務 以鴻海為例, 在 CPU 插槽 機殼拋光等單一關鍵零部件, 確實可以仰賴機器手臂, 精準度確實很高 ; 但以鴻海現今主要的各個代工產品, 均牽涉到複雜的組裝流程, 目前恐怕還是需要以中國大陸的人工為生產主力 25
台灣主要廠商 - 台達電 2013 年營收 1,750 億元, 預估其 2014 年營收可望達到 1,950 億元, 台達電的 IA ( 工業自動化 ) 部門, 目前涵蓋伺服馬達在內的自有品牌已佔台達電營收 15 % 台達電的四軸 SCARA (3 Kg) 機器人, 零組件國產化比例也已達 90 % 以上, 預計每台會以低於 30 萬元台幣的價格於 2014 年第四季出現在市場上 台達電研製電子產品組裝線的工業機器人零組件和控制系統 台達 IA 的利基是自製電控零組件, 解決方案包括自製的交流馬達驅動器, 交流伺服驅動器, 可編程邏輯控制器, 人機界面, 機器視覺系統和感測器 另外在工廠自動化和節能管理亦是其發展項目 根據 IFR 的統計, 中國大陸 SCARA 機器人的裝置數量, 從 2009 年的 159 台,2010 年的 1184 台,2011 年的 1708 台, 到 2012 年的 2545 台, 幾乎呈現翻倍的成長, 而台灣近年對於 SCARA 機器人的需求量平均一年則達到約 500 台, 所以從大中華市場來看, 這個類型的機器人有一定的需求, 也因此在目前已有 EPSON IAI DENSO 等日本廠的市佔之下, 包括台達電在內的多家台廠也前仆後繼地要進入這個市場 26
台灣主要廠商 - 發展動態 上銀科技 ( 產品 / 模組製造 ) 滾珠螺桿 線性滑軌 伺服驅動器 提升製程技術併購 MATRIX( 英 ) Mega-F( 以色列 ) 國際市場拓展上銀 ( 日本 ) 上銀 ( 德國 ) 上銀 ( 美國 ) 上銀 ( 俄羅斯 ) 上銀 ( 瑞士 ) 上銀 ( 法國 ) 發展動態 大銀微系統 ( 自動化系統整合 ) 線性機器人 ( 螺桿滑台伺服馬達 ) 高精度量測系統 ( 機器人 + 感測裝置 ) 多軸機器人 ( 複數線性機器人組合 ) 多軸設備開發 ( 整合智慧系統 ) 多軸平台 晶圓搬運 客製化設備 公司核心技術 智慧型移運系統 Turnkey Service Company ( 醫療 / 太陽能 / 生產線 / 物流 / 電子製程 ) 上銀產品營收比例分佈 ~10% 27
台達電 vs 上銀 vs 發那科 Global market share (for their core products) Global ranking (for their core products) Key products(% of sales) Growth outlook (Sales CAGR 13-16) Gross margin trend (and reason) Less than 4%(for servo motors), less than 1% for CNC machines and IR Not in top 10 (for IA equipment) Power supply & components(45%-50%), IA(12%-14%), telecom power(8%-10%), Smart green life(8%-10%) ~25% (for linear guideway and ballscrews) 50%(CNC) 15%(robots) #2 #1(CNC),#1(ROBOTS) Linear guideway(~55%) Ballscrews(~30%) Industrial robots(~10%) 24%(for IA product line) 22%(for ballscrews) 16% Factory automation(51%), Robot(33%) Robomachine(16%) Slightly up(due to product mix and scale) Slightly up(due to product mix and scale) Obviously up(due to product mix and scale) Exposure to Greater China 90%+(for IA division) 70%+(for Ballscrews) 50%+(for Industrial robots) Client diversification Exposure to electronic industry Exposure to industrial robot IA product portfolio comprehensiveness 第一 : 選對產業與產品, 不斷投資研發創新, 累積起品牌聲譽與技術優勢第二 : 進行關鍵性的策略聯盟, 與合適的互補者合作, 布局新技術與專利第三 : 有一流技術的專業人才 28
從供應鏈看台灣智慧型機器人的現況 工業用機器人 整機產品 : 1 直角座標機器人具有全球競爭力 2 SCARA 機器人, 平行結構機器人與多關節機器人具有製造能力, 但成本偏高, 尚不具國際競爭力零組件產品 : 1 多軸控制器已有主要公司 CHMER DELTA( 揚朋 ) HURCO INTEK 研華寶元 SYNTEC 研華 凌華 新漢 威強電( 洋威 ) 2 伺服馬達與編碼器逐漸趕上國際水準 3 Harmonic drive 減速機, 穩定性尚待驗證, 未具量產能力 服務型機器人 整機產品 : 機械手臂的市場為工業電腦族群帶來藍海? 1 家用服務型機器人占國內業者投入產出的最大宗 2 照護機器人的需求將逐年提高 3 台灣學界在機器人& 零組件的研究上具有相當的基礎能量 29
台灣廠商以策略結盟的方式迎變 控制器工業電腦 機器視覺 傳感器 各型機械手臂伺服馬達 驅動器致動裝置傳動元件專用夾治具 應用系統整合公司 ( 上銀研華合作育成 ) 聚焦聚焦聚焦聚焦聚焦 電子裝配廠 半導體廠 食品飲料廠 製藥廠? 金屬加工廠 30
台灣機械設備製造趨勢 - 由賣單機朝高值化的專案與服務 從製造走向服務來增加附加價值是一種抉擇 企業需審視自身核心能力及外在環境變化而後動!! 建置工具機產業設計暨智慧化服務平台 (ICT 加值 ) 2 級產業 快速協同設計系統生產製造系統全球銷售服務系統產品拓銷系統產業專業知識庫 製造服務業 2.5 級產業 研究開發 零組件製造 整機組裝 機電整合 品牌塑造 新型銷售 / 服務型態 可靠度 精度壽命 性價比 控制器加值服務 伺服調機 機械性能檢測 建立全面品牌管理系統 品牌塑造 建立 ICT 遠端銷售 / 統籌中心 即時動態監控 旗艦企業方案 生產管理暨製程輔導 生產管理專案管理庫存管理配銷管理 合併經營交流平台 國家產品形象塑造 經各大機械相關會展作宣傳, 進行台灣旗艦企業形象廣宣 尋找一個適合台灣精密機械產業合併 ( 作 ) 經營模式 31
大者恆大的趨勢明顯 美國家用機器人大廠 irobot 公司, 去年機器人銷量達 1000 萬台, 它的兩條機器人生產線, 即生產 Roomba 和 Scooba 機器人的產線, 已經引起了 Google 和 Dyson 公司的收購興趣 不少機器人公司尚在發展起步的階段就已被大財團鎖定, 包括 Google( 買入 Boston Dynamics 及日本 SCHAFT 等多家公司 ), 亞馬遜前年收購倉庫機器人公司 Kiva Systems, 以提升倉儲管理能力及節省成本 由此可看出, 機器人產業的發展處於時空不對等的競爭, 未來大者恆大的趨勢明顯, 例如蘋果公司計劃投資 11 億美金在機器人和自動化設備上 在此不對等的競爭態勢下, 規模小的企業必須思考有利的突破點, 另外全球工業機器人的四大巨頭, 未來業務應該也不會只侷限工業用 Conclusion-1 中國市場讓全世界都關注 2012 年全球工業機器人密度的均值為 58, 中國大陸僅為 23, 這差距意味著發展潛力和增長空間 最近幾年, 大陸工業機器人市場表現強勁, 市場容量不斷擴大, 全球工業機器人四大巨頭, 瑞典 ABB 德國 KUKA 日本 Yaskawa 和日本 FANUC 紛紛搶灘中國大陸, 設立分公司及合資公司 這四大企業在中國大陸工業機器人市場占比高達 55%, 且仍不斷在強化版面優勢 沒人敢忽視鴻海公司的機器人製造能力 從 MAC iphone ipad 到 Pepper 機器人等產品, 今天可以有如此平易近人的售價, 全世界沒有人敢忽視鴻海公司讓產品平價化 普及化的大量製造功力 鴻海公司的製造能力正被軟銀社長孫正義稱為 是目前世界上製造與成本控管能力最卓越的公司, 也將是最重要的製造夥伴 富士康集團推行自動化是一定會落實的事, 且不會只限於工業用機器人, 機械手臂只是鴻海自動化的一環, 未來會進一步延伸到商店 家庭 辦公室的自動化, 結合物聯網的自動化才是他們的發展重心, 這樣的野心, 連目前在全球工業機器人產業執牛耳的 FANUC 等主要企業, 均不敢輕忽在自動化業務來勢洶洶的 FOXCONN 系統整合業務是機器人公司獲利高低的關鍵 這兩年已有多家台廠推出自有品牌的機器人, 在現有的歐日系大廠的市佔下, 如何做出差異化的競爭是非常重要的策略, 例如所販售的機器人圴附有視覺 甚至力覺的感測器 ; 要擺脫同質競爭, 要有能力進行客製化的系統整合, 而這項能力的高低, 也就是獲利高低的關鍵 32
Conclusion-2 合理化 -> 標準化 -> 自動化 ( 固定式的自動化 - 彈性自動化 - 可程式的自動化 ) 在現有國外列強的市佔下, 台灣工業機器人產品 & 技術如果要爭得一席之地, 關鍵就是如何有差異化的競爭技術??- 客製化的系統整合能力的高低應是關鍵 缺乏市場縱深 產業規模及尖端研發能量的台灣機器人產業不一定要跟隨德日大國去發展打造出一具具推陳出新的各式機器人來做正面競爭, 高知識含量 高附加價值的技術服務應該是這個產業發展上的重要選項 我們可以去強化人機協同技術發展的能力 智慧機器人關鍵模組技術的能力 ( 先進的視覺模組伺服 撓性夾爪技術 無軌 AGV 友善人機介面 ); 也就是說擁有製造系統整合的能力 客製化機器人產品的能力 ( 一流的手眼力技術 ) 33
附錄 34
工業機器人廠商加速中國市場的佈局 全球工業機器人年度裝置量統計 全球主要工業國家之工業機器人密度 New automotive plants in China 資料來源 :IFR(2014) Deutsche bank(2014) 35
Eye-in-hand Random Bin Picking Robot 金屬件加工機的上下料 利用機器人做散亂堆放工件的上料 台灣水五金產業, 其其製程 ( 鑄造 去銳角毛邊 搪孔攻牙的車銑複合加工 拋光 表面處理 ) 目前主要以人工為主, 以人工或振動整列設備做製程的進出料, 然而產品愈來愈多樣, 工廠不堪單一物件的振動整列設備投資, 而金屬手工具產業 自行車零組件產業亦面臨此問題 功能為自入料籃 / 盒內將散亂堆放的工件取出進行整列或送入加工設備, 可應用於金屬加工中的工具機自動上下料與整列 以金屬加工業者的需求來說, 估計台灣市場潛在需求量超過 1000 套, 金額約新台幣 10 億元 資料來源 : 工研院機械所 (2014/10) 36
Random Bin Picking 機器人技術 - 金屬加工產業 工研院與自動化系統整合商進行技術合作 or 技轉技術, 協助金屬加工業者利用機器人執行 雜亂工件隨機取料 工序, 當合作模式建立後, 工研院則持續以技術研發協助業者增加可取用的工件種類 提升上料效能 加速換線速度 Random Bin Picking 工具機業者 ( 數百家 ) 協易機械 瀧澤科技 亞崴機電 台中精機 永進 友嘉 高鋒 程泰 喬福 協鴻 東台精機 譁泰精機 榮田機械 油機工業 金屬加工業者全台超過萬家 工業機器人業者鴻海 台達電 上銀勤堃 健昇 油機 長毅技研 易立威 上研 迅得 系統整合業者盟立 均豪 陽程 和椿 先構 拓志 友上 廣運 新代 致茂 碁仕 泉成 英特美 安城 納亞 永彰 天成 易控 也成 欣榮 新暘 亞致 鋐宇 群創力 利和 龍檀 群智 資料來源 : 工研院機械所 (2014/10) 37
Random Bin Picking 機器人技術 - 應用情境 Manual component pick and insertion Parts Feeders Less flexible to different parts Expensive: 3000 USD each Future: Random bin picking for small components Manual parts loading/unloading 資料來源 : 工研院機械所,2013 Non-stacked 3D object handling Future: Random bin picking for 3D metal parts 38
製造業未來不再逐水草而居 - 質量型製造的價值創造 低成本製造的 OEM 模式 質量型製造的價值創造模式 使用價值情境價值基礎思維優勢案例 顧客的訂單 / 技術 / 成本優勢 / 高性價比 瞭解終端顧客需求 / 溝通能力 區域優勢的運用 / 隨成本結構的改變而遷移 高成本區域的高價製造 / 靈活的區域優勢 提供下單顧客的 OEM 角色價值 / 作業價值 提供最終顧客的體系價值 / 體系價值 少溝通的成本 / 避免行銷成本與風險 / 專精 瞭解顧客, 不易被取代 / 專精度加上廣度 一般自行車 電子表 筆記型 NB 一般數位相機 高階自行車 瑞士鐘錶 高階單眼相機 光學鏡頭 與顧客共創的必經道路 : 將顧客價值附加於產品中 由個體價值 供應鏈價值到顧客價值網路 成本已不是唯一的優勢 智慧化的設備, 打破設備專用的限制 一個世界工廠大移轉的趨勢宣告啟動 不一樣的是, 這一次不再只是朝向薪資更低的新興工業國移動, 而是一股朝向先進國或原投資國的 製造回流 資料來源 : 東海大學劉仁傑 (2014/09) 39
Thank you http://ieknet.iek.org.tw/ 黃仲宏研究員 JHuang@itri.org.tw +886-3-5912486 Given the rapid pace of change in cutting-edge technology and industry development, the timeliness and comprehensiveness of the information included in this presentation cannot be guaranteed by ITRI. Users of this presentation shall bear full liability for any injury or loss that may be sustained as a result. The Copyright of this presentation belongs to ITRI and none of this presentation, either in part or in whole, in any form, may be reproduced, publicly transmitted, modified or distributed or used by other means without permission from ITRI. 40