用戶登入
懇請您立即點擊填寫「2017年科技發展觀測平台與電子報滿意度調查」。我們期待提高問卷回收率,請繼續給我們支持與鼓勵,感謝您!
焦點新聞
驅動製造業邁向數位轉型(續)
.2018/05/31
摘要 製造業數位化多著重於智慧製造,其來自於許多技術的出現與成熟,包含高效能計算(high-performance computing, HPC)能以高速運作電腦輔助設計(computer aided design, CAD)與電腦輔助工程(Computer-Aided Engineering, CAE)軟體、雲端運算、物聯網(IoT)、先進感測器技術、3D列印、工業機器人、資料分析、機器學,以及無線連結使機器與機器(Machine to Machine)間得以進行資料交換。
ITIF論述驅動製造業邁向數位轉型之緣由,以及主要國家在協助中小型企業(SME)推動智慧製造方面的計畫與政策。

一、 日本:
日本有許多聯盟正為國家先進製造的未來做準備,日本經產省(Ministry of Economy, Trade, and Industry, METI)轄下的Kohsetsushi中心負責協助中小企業製造商進行技術研究與開發,中小企業廳(The Small and Medium Enterprise Agency , SMEA)則推動多個強化中小企業專業化與商業運作的計畫。驅動更全面性的跨部會戰略創新推動方案(Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program) 與工業4.0推動聯盟(Industrial Value Chain Initiative, IVI)則著重於創新設計與製造技術。
Kohsetsushi中心目前有超過6,000位員工,超過180個分部,2012年經費高達21.4億美元,提供中小企業的服務範疇包含:技術指導、技術協助與培訓、網絡、測試分析與儀器,以及提供企業能參與開放式實驗室的管道與測試平台,並透過提供新機器與新技術,協助中小企業進行原型設計與試驗性工業生產。日本47個縣皆至少有一處Kohsetsushi中心,提供的新興技術包含感測器設備、嵌入智慧、先進機械加工(advanced machining)、奈米技術、機器人、自動化、微機電系統(MEMS)。Kohsetsushi中心的員工需要與當地製造業共同進行相關應用技術的研究,中小企業亦需要派遣人員至中心與Kohsetsushi中心的員工合作,讓企業員工有機會獲得研究經驗與發展新技術技能,並將協助中心將技術移轉至公司。
2014年日本再興戰略所建立的跨部會戰略創新推動方案著重於跨供應鏈的先進機器人與人工智慧能力的整合,以達成日本引領全球機器人與物聯網發展的目標,此創新政策包含:製造型機器人通用基礎設施的全球標準、各個領域的機器人使用與資料累積,以及透過累積數據創造價值機會的機器人相關AI技術。
2015年日本機械學會(Japanese Society of Mechanical Engineers)的企業、貿易投資與製造系統辦公室(Ministry of Enterprise, Trade, and Investment and the Manufacturing Systems Division)推動IVI,以促進智慧製造解決方案的實施與開發,透過結合不同規模的企業共同發展智慧製造,並展現如何結合製造業與ICT技術能大幅改善製造業的流程。已推動超過20個計畫,包含(1)產線管理的物聯網技術;(2)與世界設計與製造連接的平台;(3)以物聯網為核心的以人為本的製造業新時代;(4)將當地與全球連結後的回應。IVI目的在於以寬鬆定義的標準(loosely defined standards)來開發解決方案,包含結合製造業與ICT技術的工具、軟體與資料庫,因而促進解決方案開發與使用。
2017年的中小企業創造活動促進法(Act for Facilitating New Business Activities of Small and Medium-sized Enterprise )著重於提升日本製造業的生產量,符合資格的中小企業可申請政府獎勵,包含(1)透過顧客資料分析來檢視產品與服務(2)運用ICT進行精密的財務管理(3)人力資源開發策略。獎勵措施與相關協助包含:立即性的折舊、免稅額7%、固定資產稅3年減半、以及金融企業與區域創新組織等機構提供的貸款擔保和/或低利貸款。

二、 南韓
2014年韓國產業通商資源部(Ministry of Trade, Industry & Energy, MOTIE)推動製造業創新3.0(Manufacturing Industry Innovation 3.0 ),目的是透過在全國建立17個創造經濟創新中心(Center for Creative Economy and Innovation, CCEI)推動數位創新。製造業創新3.0的研發重點包含設計技術、辨識不良產品技術,軟體整合技術、工業物聯網平台,智慧感測器、資料收集與處理技術以及工業標準。文在寅總統於2017年將中小企業廳升格為中小風險企業部 ,並著重協助各產業的中小企業進行創新。
2014年的製造業創新3.0的策略目標之一為,在2020年前為中小企業建立1萬個智慧製造工廠廠址。2017年目標則是在2025年前利用最新的數位與分析技術以提高國內智慧工廠數量至3萬座,並承諾至2020年前投資1.89億美元於智慧工廠相關的技術研發計畫,包含工業物聯網、大數據、虛實融合系統(Cyber Physical System, CPS )與智慧感測器。創造經濟創新中心(CCEI)協助各專業領域的初創中小企業、協調大型企業與區域企業的合作關係或生態關係、為中小企業解決財務困難與資金安排、提供管理與技術創新的諮詢服務,以及促進溝通與企業合作以開拓國內外新市場。此外,2017年韓國科學技術資訊院(Korea Institute of Science and Technology Information, KISTI) 宣布將開發雲端設施讓韓國中小企業的製造生產能使用高效能的電腦運算CAD、CAE與其他模擬軟體工具。
目前已有2,000個中小企業參與CCEI計畫,相關投資金額已達18億美元。至2016年底,協助智慧數位工廠設置案例達2,600個,依據報告顯示,智慧工廠明顯有助於生產線的品質與營運改善,工廠產品設計的品質改善達到51.4%,產品成本降低24.6%,生產線的不良率下降27%。
製造業創新3.0對於強化南韓製造技術相當重要,主因為南韓製造業面臨低產能,以及鄰近的中國持續改善製造品質的壓力,韓國發現自身處於大量生產的中國與彈性客製化產品製造的德國之間。其次,韓國一直有「ICT二元論」(ICT dualism)的特徵,韓國製造商在生產消費性電子產品方面表現出色,但包括製造商在內的公司在利用ICT進行創新的比例都較偏低。

三、 美國
1988年起美國商務部國家標準與技術研究院運作的製造業拓展合夥中心(Hollings Manufacturing Extension Partnership, MEP) ,其目標是與美國中小型製造商合作,提高製造商技術與創新能力,並協助中小企業創造就業機會、增加利潤與節省成本。MEP為公私合營(public-private partnership )且全美各州皆設有中心,共有600個辦公室,並有1,300位技術專家與2,300個專職服務者提供相關諮詢服務。主要服務範圍專注於五個方向:技術加速、供應商發展、永續性、人力資源與持續性改善,主要措施包含協助製造商使用可提高生產力的創新製造技術、引導先進技術解決方案,以及招聘與留住有經驗與具備多元能力的員工。2017年推動MEP National Network Strategic Plan 2017-2022,其短期目標將推動整合MEP全國網絡方法試驗計畫,讓50%MEP中心能參與跨不同中心計畫,透過第三方合作夥伴關係增加10%小型/農村合作,25%的中心表現能達到優異;中期目標為MEP將占國家網絡市場的20%;長期目標為MEP每年服務的製造商數量成長3倍,影響力增加4倍。
美國至少有4個推動製造業創新機構(Institutes for Manufacturing Innovation, IMIs),在美國製造(Manufacturing USA)中著重於智慧製造流程,首先是2011年強調擴充製造業的積層製造(additive manufacturing )技術的美國國家積層製造創新學院(National Additive Manufacturing Innovation Institute, NAMII)、數位製造與創新設計研究院(Digital Manufacturing and Design Innovation Institute, DMDII)鼓勵美國各地的製造業推動數位化製造與設計技術,以提高效率與成本競爭力。先進複合材料製造創新研究所(The Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation , IACMI)強調加速開發和採用先進的製造技術,為汽車、風力發電機與壓縮氣體存儲提供低成本且高效製造的先進聚合物複合材料。潔淨能源智慧製造研發中心(Clean Energy Smart Manufacturing. Innovation Institute) 主要著重於智慧感測器、資料分析與製造控制等可明顯降低能源消費的先進創新技術。
DMDII 在協助美國製造數位化扮演重要角色且讓中小型企業取得擴充運算資源與應用得管道,主要著重於4個領域的技術:(1)設計、產品開發與系統工程,重點在於建立改善設計工具與流程,在整個製造生命週期中整合數據並建立自動化生產計畫;(2)未來工廠,意指在生產環境與執行工具中,透過數位整合與控制,提高靈活度;(3)敏捷,具彈性的供應鏈,促進數位資料取得、供應鏈預測與設計協作;(4)網絡安全,意指設計與部署評估工具,並建立共享最佳實踐的協作網絡。

四、 德國
德國雖然無專責協助中小企業發展的單位,不過透過其他管道與基礎設施協助中小企業製造商,主要是透過德國夫朗和斐研究院(Fraunhofer Institutes) 來協助協調產業研究與解決一般性的產業技術問題。德國總計有72個夫朗和斐研究院,員工約2萬5千人,每年預算達23億歐元。實際上,該機構是協助將技術轉成商業產品,並提供聯合競爭前研究(Pre-competitive Research) 、個別公司進行雙邊應用研究、原型機(prototype)製造,以及與公司進行生產前與合作前的技術轉移。
夫朗和斐研究院將許多新穎技術帶入相關產業與技術平台,包含數位製造、先進機械加工、光學、纖維光學(photonics )、微機電系統 、機器人技術、奈米技術、先進材料與表面、無線技術等。所有德國廠商可以利用這些共享生態系統的支援網絡,參與研究計畫以開發相關領域的能力與專長。目前研究院中有7個單位與德國工業4.0發展有關,知名的機構包含創新研究所(Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research, ISI )、實驗軟體工程研究院(Fraunhofer Institute for Experimental Software Engineering, IESE),以及生產操作與自動化研究所(Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF) 。
德國聯邦經濟事務和能源部(Federal Ministry of Economic Affairs and Energy)推動的中小企業數位化(Mittelstand-Digital )計畫,目標在於向中企業展現在商業過程中的軟體重要性,並協助企業推動業務數位化,其主軸為:(1)德國Mittelstand 4.0-生產和工作流程數位化;(2)簡單直接─讓中小企業可用;(3)eStandards-將業務流程標準化。德國提供給中小型製造業的協助方式為,提供支援予中小企業進行研發,主要透過將中小企業納入研發聯盟,提供誘因讓中小企業與大學/研究機構進行合作。自2008年起推動的聯邦中央創新計畫(Das Zentrale Innovations Mittelstand, ZIM )提供資金予開發新或改善既有產品、流程技術與服務的中小企業,單一計畫補助金額最高達38萬歐元。2015-2017年ZIM計畫提供的補助金額14億歐元,受補助的公司的平均收益成長12%,雇用員工數則成長15%。
工業研究聯盟共同中心 (Allianz Industrie Forschung, AiF)為德國中小企業自身發起的產業研發推動單位,主要研發著重於:規範前的標準化、產品標準化、技術工具、環境解決方案、常見產業需求,以及基本技術與加工技術。
延申閱讀
資料來源 Information Technology and Innovation Foundation