台灣持續推動智慧製造之挑戰與策略建議

導讀
製造業是台灣產業發展的基礎,近年來政府積極推動智慧製造已逐步產出成效,然而面對美中貿易戰及COVID-19疫情影響,全球製造業預期將有劇烈變化,台灣製造業當前面臨紅色供應鏈興起、國際製造版圖變化、國際大廠先進技術搶市、國內人才缺乏及中小企業創新能量不足等挑戰,政府應維持智慧製造科研計畫投入,進行高階智慧製造人力培才、留才及攬才,協助建構智慧製造產業生態系,接軌並推廣智慧製造領域相關國際標準及建立因應重大時勢之彈性調整能力,促使國內製造產業升級以維持國際競爭力。
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一、推動智慧製造以應對世界局勢重大變化

過去數十年來中國挾低人力成本及高招商優惠之勢,大量吸引外商帶技術及資金進入設廠,成就了其世界工廠之名,逐步成為世界第二大經濟體,而世界各製造大國也紛紛提出推動國內智慧製造相關政策,為的就是要維持自身在製造相關產業之優勢。

美國於2011年即提出先進製造業夥伴關係計畫(Advance Manufacturing Partnership, AMP),該計畫鼓勵製造業回流,增加本國工作機會並帶動經濟,同時也藉著促進產業轉型提升製造優勢。其後於2017 年推出Manufacturing USA」,進一步將人才、資金、創意及技術留在美國本土,以提升產業競爭力並鞏固國家安全。在COVID-19疫情期間,美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)與美國國防部以及美國衛生與公共服務部合作,動員先進製造研究人員開發模具、製程等,使生產防疫用品諸如口罩、防護罩和試管的速度能快速提升;此案例即是藉由國家級實驗室進行科學/科技研究,然後提供一站式解決方案(turnkey solution),使相關製造產業能夠使用該工具或製程,以快速製造關鍵設備以符合國家需求(Manufacturing USA, 2020)。

此外,面對各國在高科技的高速發展,多位美國國會議員正積極倡議《Endless Frontier Act》法案,該法案目標為擴大美國國家科學基金會(NSF)職權成為國家科學與科技基金會(NSTF),預定五年內投入1千億美元,增加對半導體、AI、量子運算、先進製造等10個關鍵重點領域之投資,以鞏固美國在科學科技創新方面的領導地位(Young, 2020)。

台灣自2016年起推動「智慧機械產業推動方案」,透過運用雲端、大數據、物聯網、智慧機器人等工業4.0技術,希望將台灣精密機械產業升級為智慧機械產業,進而創造就業並擴大整線整廠輸出,相關部會積極鼓勵學研單位進行智慧機械之感測器、模組及製程之創新研發,並推動智慧機上盒(SMB)及輔導團機制,已輔導三百餘家產業與學研單位之研發成果串聯,解決當前產業面臨的問題,使產業升級轉型,促使機械業產值連續三年突破兆元(智慧機械推動辦公室,2020)。

當前推動成果除了協助產業降低成本、縮短製程時間及提升品質以面對各國產品之競爭外,工具機產業發揮智慧製造彈性整合特性,在抗疫初期即組成口罩國家隊,協助國內口罩產能翻倍提升,進而打響國際知名度,也因此得以吸引各國訂單。從整體製造業來看,我國108年第4季製造業產值達3兆3,660億元,占整體國民生產毛額(GDP)的30.96%,109年第1季製造業產值雖因COVID-19疫情,加上美中貿易戰持續之影響有所下降,仍達到3兆846億元,顯示製造業仍為我國產業發展之重要基礎(經濟部統計處,2020)。面對美中貿易戰及COVID-19疫情造成之後續效應,更應該積極審視智慧製造現況,並調整相關政策以因應長期產業之變化。

二、台灣推動智慧製造面臨之挑戰

台灣推動智慧製造雖有所成,但從整體製造業發展現況來看,在國內外仍有許多挑戰,分述如下。

(一)中國紅色供應鏈興起

中國內需市場龐大,台灣有許多產業都深入其中,而「中國製造2025」規劃,將智慧製造、高階工具機、機器人等產業列為主要方向,政府積極運用各種政策工具扶植其國內相關產業發展,鼓勵中國本土的機械設備產業透過研發、國外技術合作、併購國外企業等方式,逐漸減少國外中高階機械設備進口,並擴大外銷中低階產品,隨著逐步建起的自我供應生產體系,開始排擠外國產業對中國銷售設備及零組件的機會,過去以中國市場為主的部分台灣製造業則是首當其衝。

(二)國際製造業版圖變動

隨著中國人力成本上漲,各國際大廠逐漸開始尋找新的製造基地,東南亞國家協會(ASEAN)、東歐、中南美洲及非洲等新興製造國家也隨之崛起,而美中貿易戰、COVID-19疫情更加速了此一變化,全球企業已經開始重新考慮將產線移出中國進行近岸生產(Nearshoring)的規劃,以台商回流為例,截至2020年5月28日為止,已有510家台商企業回台投資約1兆149億元(投資臺灣事務所,2020);此外,透過台灣業者於中國工廠代工生產的跨國品牌廠商,為避免中國出口到美國的產品被課以高關稅,也開始要求台灣製造業加快將生產基地移出中國;台灣製造業在此需面對的挑戰是中低階產品持續受低價競爭,及產線能否彈性調整跟上客戶端的要求。

(三)製造大國持續扶植國內製造業並輸出智慧製造服務

德國、美國、日本將振興製造業列為重要政策,透過將 ICT 及先進製造技術融入原有製造體系,推動智慧製造應用及發展來提高其國內製造業之競爭力,使其在精密機械、高階製造設備領域仍維持其專利及品質優勢外,同時Siemens、Bosch、Fanuc等大廠也持續對外輸出智慧製造產品及服務。台灣除了加緊研發自有技術之挑戰外,也需要面對客戶指定使用大廠零組件,排擠國產元件的問題。

(四)國內高階人力供需問題

智慧製造之發展需要高階人力的持續培養與知識傳承,方能促成技術的突破,台灣因人口高齡化、少子化、高階人力外移、青壯年就業選擇改變等因素,人力資源並無法滿足當前製造業的需求,且吸引外籍高階人力方面也尚須強化(陳仕誠、莊裕澤,2019)。此外,智慧製造需要同時具備ICT及製造產業知識的人力,目前的高等教育中能同時教授前述兩項能力之課程或學程不足。

此外,半導體業對中高階人力具強大之磁吸能力,傳統製造業在薪資、福利、工作環境上多為劣勢,青壯年就業選擇改變情況下,企業主縱有意願也不易找到適合的人力。

(五)產業規模、創新能力及老闆的決心

台灣製造業多為中小企業,大多數企業營運利潤不高,能投入研發之資金及人力不足,整體而言台灣製造業缺乏導入智慧製造時之軟體、資料分析及系統整合能力,空有具備多年經驗的老師傅,卻無法將其經驗標準化後導入到生產流程。另外導入時需要的成本,導入過程磨合期造成的營收減少、及導入後營收成長的不確定性也考驗老闆是否願意進行轉型的決心。

三、台灣後續推動智慧製造策略建議

(一)維持智慧製造科研計畫投入

科研創新能量需要長期積累並非一蹴可幾,以台灣在面對新冠肺炎疫情的應對為例,口罩業、疫苗、檢驗技術從SARS時期即有相關經驗,相關實驗室也一直有政府科技計畫資助,研究法人、工具機業者則是長期在本業中深入鑽研,才能在短時間內快速反應、彈性整合。製造業為我國產業核心之一,政府仍應持續智慧製造科研投入,本階段應基於前期推動成果,盤點適合的投入標的,同時完善智慧製造整合平台及研發異質網路技術,作為產業轉型之基礎。此外,因應機連網的資安防護技術研發亦是重中之重。

(二)高階智慧製造人力培才、留才及攬才

高階智慧製造人力缺口可從長期培育,短期延攬等方向進行。長期培育方面應強化國內博士班學生支持系統以有效吸引優秀研究人才攻讀博士,並擴充學程以強化跨領域合作以及科技導向的人才培育;短期延攬方面對內宜以政策鼓勵國內研究人員增加跨國、高階技術經驗,同時推動改善勞資關係與就業環境相關政策,協助國內高價值產業留住人才,對外則加強國際形象行銷以延攬外國專業人才來台工作。近期因疫情影響,各國企業均有裁員壓力,大量曾在歐美或中國工作過的人力可能改流向台灣或東協,應把握這波回流潮,延攬並留住中高階人才(陳仕誠、莊裕澤,2019;104人力銀行,2020)。

(三)協助建構智慧製造產業生態系

經濟部近年來已透過輔導團機制與推廣SMB設備,協助部分國內製造業廠商轉型,建立符合市場需求之技術應用與服務能量。但未必每家中小企業都需要或適合進行產業轉型或升級,後續推動上應從協助業者瞭解產業轉型的優缺點,例如是否可提高研發速度、降低成本以爭取訂單;能否承受導入轉型方案過程中的營收壓力等。另一方面,應協助已轉型或轉型中的產業彼此串聯,找出核心價值並藉由共同平台或資料共享機制建立新的產業生態系。

此外,美中貿易戰啟動了全球供應鏈重構,COVID-19疫情導致全球化供應鏈斷鏈的問題則加速了此一現象,國內產業因應全球供應鏈變化亦可能會有不同的調整或角色轉變,加上台商大量回流,需要啟動相關研析以了解產業技術長期可能的研發方向與佈局。

(四)接軌並推廣智慧製造領域相關國際標準

台灣在推動智慧製造方面不論是速度或規模上都落後於德、美、日等國家,因此要推動智慧化產業切入國際化應用領域,或協助我國智慧機械業者打入國際供應鏈,最重要的是產品或技術能符合國際標準,經濟部標檢局已推動智慧機械產業計量標準建置計畫,建立與國際接軌之智慧化系統解決方案(國家度量衡標準實驗室,2019)。

後續則可透過學界或法人單位進行相關標準之應用模式開發,透過定義標準化環境,建立各產業內設備、產線、供應鏈到雲端平台之數據串連及安全機制,開發製程優化、診斷測量、品質管制等製造業必須之工具模組,加速標準導入。

(五)建立因應重大時勢之彈性調整能力

應建立適當機制,以應對諸如大型流行病、各國保護主義產生之機制對國內相關產業的衝擊,對國外供應鍵或原物料的影響等,政策之推動與執行可思考在經費、法規及科研成果應用等進行機動性調整以符合產業需求。

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