技術通報 282期_智慧機械2.0 打造亞洲高階製造中心 2022.05.17
智慧機械2.0打造亞洲高階製造中心
文／智慧機械推動辦公室 副主任 林嵩荃
在面對全球工業4.0浪潮中，我國政府在106年由行政院通過智慧機械產業推動方案，以連結在地、連結未來、連接國際等3大策略，並將推動作法區分為高度及廣度等2個不同層次，協助國內機械產業、終端應用製造業邁向智慧化升級。4年來，推動成果亮眼並獲業者一致好評。其中，較為眾所周知的計畫或項目包含：智慧機械領航計畫、智慧機上盒(SMB)輔導計畫、智慧製造輔導團、國產工業感測器、創新AI應用加值計畫、公版聯網平台NIP等。
近年來面對美中貿易衝突與新冠肺炎疫情的衝擊，已對全球產業的佈局造成一定程度的影響，面對供應鏈與生產製造版圖的遷徙，我國政府延續過去智慧機械產業推動方案的執行成果，並廣納產業公協會代表的意見，彙整了智慧機械產業推動方案未來推動策略與作法，期待藉由政府資源的挹注，加速產業升級與轉型，同時在面對全球供應鏈體系與生產基地移轉的同時，亦能奠定產業未來黃金10年發展之基礎。
在新一期程的智慧機械產業推動方案（下稱智慧機械2.0）（如圖一）將對準「亞洲高階製造中心」政策目標，其內涵包含提升附加價值、建立完整產業供應鏈、及成為智慧製造基地。為達成這樣的政策目標，在推動方向上區分為智慧機械及智慧製造。智慧機械是延續過去精密機械的成果逐步邁向智慧機械，而智慧製造則是將生產製造過程導入智慧化技術，兩者相輔相成。另外、除了延續過去連結在地、連結未來、連結國際等3項具體策略外，更近一步細分了基盤扎根化、服務整合化、系統智慧化、應用雲端化、平台國際化、市場全球化等6個精進作法（如圖二）。
這6個精進做法， 相對於過去所提IaaS、PaaS、SaaS 的架構，基盤扎根化大致可對應到IaaS，其內涵包含扎根基礎工藝、強化技術自主以及培育跨領域人才等。而在平台國際化約可對應至PaaS，內涵包含推動國際平台與機械設備的整合及鏈結國際量測通訊介面標準。而SaaS應用服務模組的部分，即由應用雲端化建立雲端應用模組，並推展機械雲加值。而在技術能量的擴增上，也將藉由服務整合化的推動，擴大系統整合廠商的家數與技術能量，進而以系統智慧化為目標引導業者將新科技逐步擴散、應用至中小企業。最終我們期待能以市場全球化為目標，將具備IaaS、PaaS、SaaS 特色的解決方案，鏈結國際市場需求，並切入全球高階市場（如圖三）。
為使讀者可藉由本文瞭解智慧機械2.0，本文後續將分別就6個精進作法進行框架式、摘要性說明，期待讀者能就實務問題透過公協會提供意見，以作為智慧機械2.0推動滾動式修正之參考意見。
▋ 一、基盤扎根化
在機械產業發展中，工業基礎技術是厚實我國機械產業發展基石，需要政府長期規劃及支持，且我國產業長久以來以代工為主，許多核心技術仰賴他國，導致關鍵零組件（如：感測器、雷射源等）研發能力不足，易使產業變成無頭工業。另在智慧機械推動的過程中，跨領域人才培育亦是我產業持續發展所需要同步努力的課題之一，尤其在鼓勵學生及早接觸並投入機械領域，更有賴產業夥伴戮力支持。
另鑑於我國半導體產業在世界扮演舉足輕重的角色，惟半導體前段製程技術門檻偏高，若能務實聚焦後段先進封裝製程，鼓勵國產設備的自製率，不僅有助於擴大我國機械產業規模，更能提升我國機械產業技術能量水準。
故在基盤扎根化部分，擬以「扎根基礎工藝與計量標準，提升品質一致性與穩定性」、「突破關鍵零組件缺口，強化技術自主性」及「培育跨領域人才，奠定產業發展基礎」為目標，強化可靠度工程、品質、技術自主性及跨領域人才培育等產業基礎，奠定我國機械產業穩固厚實的競爭力。茲分述如下：
（一）扎根基礎工藝與計量標準，提升品質一致性與穩定性（如圖四）
1. 提升工具機精度與品質可靠度，平均失效間隔時間(MTBF) 達3,000小時。（經濟部工業局）
2. 導入精實管理，降低前置時間10-30%，減少不良品5-30%，降低庫存10-30%。（經濟部工業局）
3. 建立模具產業材料資料庫15件，降低廠商試模時間20-30%。並補助業者提升高階熱處理核心能量及技術等級，透過數位優化熱處理製程，縮短時效時間至60天以內，提高品質及附加價值。（經濟部工業局）
4. 維持國家量測標準技術並與國際接軌，提供機械產業檢校技術服務2,300件。並建構智慧機械量測校正基礎設施，預期衍伸服務企業數達70家以上，滿足智慧機械量測所需之標準追溯。（經濟部標檢局）
5. 發展具追溯之工具機旋轉軸線上參考標準件2件與線上量測技術，提升其量測準確度至少50%，並縮短量測時間30-60%。（經濟部標檢局）
（二）突破關鍵零組件缺口，強化技術自主性（如圖五、六）
1. 建立國產感測器晶片整合製程平台（驗證及試產），打造感測器產業生態鏈，並透過輔導補助等機制將國產感測器導入產業應用，強化感測技術國產化並提高附加價值20%以上。（經濟部技術處及工業局）
2. 發展感測器校正系統（力量與聲學）、視覺感測器3D 量測之線上校正技術、工具機線上校正量測技術、具追溯之線上加工量測技術，提高其量測準確度。（經濟部標檢局）
3. 開發6kW 並聯式泵浦(DDL) 國產化雷射源，降低高能雷射設備成本25%，建立高能雷射零組件供應鏈。（經濟部技術處）
4. 推動半導體先進製程中心，結合指標終端客戶（如：台積電、日月光等）製程設備需求，補助國內業者降低半導體設備驗證風險，並將關鍵製程「重新佈線層(RDL)」規劃為優先培養項目，全期程(110-114) 累計15 項以上設備通過驗證。（經濟部工業局）
5. 針對化合物半導體製程設備，以國際趨勢8吋為發展指標，優先強化基板生產設備發展，基於國內具備6 吋碳化矽基板設備技術之基礎，規劃跨入8 吋基板生產設備（長晶、磊晶及加工）技術，以建立碳化矽基板自主供應能力。（經濟部工業局）
（三）培育跨領域人才，奠定產業發展基礎（如圖六）
1. 在學訓練：於大專校院推動AI、資安等課程於智慧製造之跨領域合作學習，並建立3 門相關教材之開發， 及PBL (Problembasedlearning, 問題導向學習法) 典範課程教案。（教育部）
2. 在職訓練：職訓中心擴大辦理機械領域智慧化及數位轉型等相關課程訓練，強化從業人員及待業人員充沛產業人才需求。（勞動部）
3. 產學合作：鏈結公協會強化專業實作訓練，培育智慧製造應用人才2,360 人，學生赴企業實作訓練率50%。（經濟部工業局）
▋ 二、服務整合化
在智慧機械與智慧製造的推動過程中，系統整合商在產業轉型升級上扮演相當關鍵的角色，政府應持續協助系統整合(SI) 業者，使系統整合(SI) 業者能扣合智慧製造應用端公司的需求與專業(Domain Know-how)，兩者相互合作，藉由系統整合(SI) 技術能量的提升後，再擴散其輔導能量至相關產業。同時亦應鼓勵機械業者整合應用端需求及資通訊應用技術，逐步擴增系統整合能量，以協助客戶導入智慧製造，轉型成為系統整合(SI) 角色。
再者，在面對全球產業版圖的遷徙過程中，我國政府推動投資台灣三大方案吸引優質製造業者回台投資，在回台投資的過程中，政府也將藉由智慧製造輔導團協助媒合系統整合(SI)業者導入智慧製造解決方案，透過場域試煉厚實系統整合服務能量。
故在服務整合化部分，擬以「促成轉型或新創，以擴大系統整合商家數」與「媒合場域試煉，擴大系統整合服務件數」等，旨在強健我國系統整合(SI) 能量，並藉此擴散加速我國產業轉型。茲分述如下（如圖七）：
（一）促成轉型或新創，以擴大系統整合商家數
1. 透過智慧機上盒(SMB) 輔導計畫，預計培育10家以上（全期程累積60家）國內業者轉型SMB 系統整合服務單位。（經濟部工業局）
2. 針對電子設備、金屬成型、塑橡膠等五大產業，協助100 家設備業者轉型成為機械雲領域專業系統整合(SI) 業者。（經濟部技術處）
3. 輔導資服業者發展具生產可視化、品質監控等智慧化功能之技術模組，每年帶動智慧製造投資8 億元。（經濟部工業局）
4. 精進智慧製造系統設計規劃暨整合建置服務(SI6) 能量登錄機制，預計促成發展3 家（累計）智慧製造系統整合業者。（經濟部工業局）
（二）媒合場域試煉，擴大系統整合服務件數
針對申請「投資臺灣三大方案」及製造業廠商導入智慧製造需求，結合輔導團能量到廠訪視，提供導入建言與諮詢診斷輔導每年142案，媒合SI 試煉場域，擴大系統整合服務。（經濟部工業局）
▋三、系統智慧化
近年來工業局推動智慧機上盒(SMB) 帶動整體產業數位化升級，並已有「協助製造業智慧應用升級輔導計畫(SMU)」銜接後續智慧化發展，成果實屬豐碩。而在AI 應用模組開發因其門檻較高，亦由法人或學校做前端技術開發工作，後續將再逐步導入機械產業應用，如善用AI 調整不同機械特性，並輔以簡捷化軟體設計，加速帶動產業走向智慧化。
故在系統智慧化部分，擬以「強化中小企業數位化能力(IoT)，加速供應鏈數位轉型」及「以新科技（AI、5G 等）或智慧技術（大數據、CPS 等），強化設備或系統整合能量」為目標，強化中小企業數位化能力，並逐步擴散至產業聚落，同時將延續大數據分析、人工智慧(AI) 等新科技研發成果，擴大並落實於中小企業應用及提升系統整合(SI) 業者技術能量。各項推動細節分述如下：
（一）強化中小企業數位化能力(IOT)，加速供應鏈數位轉型（如圖八）
1. 推動智慧機上盒(SMB) 導入設備聯網與稼動率可視化，引領中小企業IoT 數位化轉型達到即時管控智慧產線，提升稼動率5-10%。（經濟部工業局）
2. 推動協助製造業智慧應用升級計畫(SMU)，輔導中小型終端應用業者導入智慧化（分析、預測等）應用服務模組，提升稼動率5-10%。（經濟部工業局）
3. 協助中小型製造業生產線導入AI 應用，推動瑕疵檢測、品質預測或設備加值等製造領域相關AI 解決方案，累計輔導50 案次、促進產業投資累計2.2億元以上。（經濟部工業局）
4. 協助中小型製造產業聚落業者與上下游供應鏈廠商串連資訊系統，共同導入智慧機械與AI 應用，擴散至28 個產業聚落。（經濟部工業局）
（二）以新科技（AI、5G 等）或智慧技術（大數據、CPS 等），強化設備或系統整合能量（如圖九）
1. 以AI智能化軟體、5G 應用等技術導入航太、自行車、汽機車等產業，以智慧製造模式進行試量產驗證，協助業者營運模式轉型為智慧化系統整線輸出，促進投資1.5 億。（經濟部技術處）
2. 發展機器人邊緣運算控制、機器人系統數位化軟體以及機器人AI學習自適應協作等智慧化關鍵技術，提供國內業者國產化系統解決方案，預期提升生產效率30%以上，縮短製程轉換時間50%，協助產業提升附加價值15%。（經濟部技術處）
3. 建立模具開發歷程及材料資料庫28件，導入與建置「虛擬產線排程模組」及「實際產線監視模組」共3案，促進廠商投資1億元以上，提升產業產值5 億元以上。（經濟部工業局）
4. 輔導5家以上機械產品廠商導入智慧化聯網溝通國際標準，預期提高機械產品附加價值10% 以上與議價競爭力。（經濟部技術處）
5. 結合AI功能模組、電控技術與數位化軟體工具平台，開發機器人製造次系統控制器，建立機器人智慧製造系統自主供應能量，提高產品良率20%。（經濟部技術處）
▋ 四、應用雲端化
新冠肺炎疫情帶動零接觸商機，同時也促使企業對於雲端技術應用的重視。再者，為加速中小企業導入智慧化技術應用，如何以共享經濟的概念建置公版機械雲平台，也一直是機械產業主要公協會所大聲疾呼的議題之一。故在應用雲端化部分，政府擬以「智慧機械雲加值、提升設備附加價值」及「建立雲端應用模組技術，加速機械雲平台擴散」為目標，藉由雲端平台技術的應用，加速機械產業升級轉型。其推動目標與作法分述如下（如圖十）：
（一）以智慧機械雲加值，提升設備附加價值
1. 發展機械雲與製造服務生態系統，導入廠商150 家形成示範案例，建立智慧機械雲生態聚落，參與會員數達2,500 家，開設店中店50 間。（經濟部技術處）
2. 推動智慧製造數位協作系統，提供訂單、排程等管理模組，全期程84 家製造業廠商導入運用，協助業者建構數位化生產管理能力。（經濟部工業局）
3. 針對電子資訊領域高階終端產品的供應鏈產業，提升產業檢測效率12%、製程可視化程度15% 及製程良率10%。（經濟部工業局）
4. 智慧紡織品結合感測、物連網雲端整合平台及大數據蒐集，產品附加價值每年將提升3.5~5%，累計增加產值約67 億元。（經濟部工業局）
（二）建立雲端應用模組技術，加速機械雲平台擴散
建立五大產業雲端智慧模組，建立230個應用服務模組(APP)，提供設備加值服務，協助100 家設備業者轉型成為領域專業SI 業者，促成產業升級與數位化轉型。（經濟部技術處）
▋五、平台國際化
我國機械產業出口值佔生產值超過70%，這意味著超過7 成的生產是倚賴外銷，因此如何介接國際平台、相容於國際通訊介面標準等，亦是各機械產業公協會所在意的重要課題之一。故在平台國際化部分，政府擬以「推動國際平台智慧製造模組功能與我國機械設備整合」及「鏈結國際量測及通訊介面標準，介接國際」為目標，期能強化與國際市場的鏈結，降低我國產設備切入國際供應鏈體系的門檻。其推動目標與作法分述如下（如圖十一）：
（一）推動國際平台智慧製造模組功能與我國機械設備整合
鏈結公協會輔導發展智慧製造應用模組接軌國際通訊介面標準或介國際平台，將建立23 件以上在機械領域之智慧製造典範案例。( 經濟部工業局)
（二）鏈結國際量測及通訊介面標準，介接國際
發展數位化計量資訊並與德國PTB 共同推動國際通用的數位化計量數據交換架構，促使量測資訊可運用於智慧製造。（經濟部標檢局）
▋六、市場全球化
如何協助產業拓銷國際市場，一直以來也是智慧機械產業政策推動的重要方向之一。鎖定國際重要目標市場，結合專業展覽辦理整合行銷活動，協助廠商對接媒合潛在客戶，均是協助廠商爭取商機有效的作法。而在技術合作的構面，系統整合(SI) 業者透過國際大廠進行β-test 驗證與國外客戶磨合，可協助系統整合(SI) 短時間、大幅度的提升技術能量，對廠商是很重要的試煉。故在市場全球化部分，政府擬以「鏈結國際市場需求，形成策略夥伴」及「推動設備商通過國際級高階客戶端認證，切入全球高階市場」為目標，期能緊密鏈結國際大廠終端需求鏈結，並藉以提升我國機械產業技術能量，進而切入高階市場同時提高附加價值。其推動目標與作法分述如下（如圖十二）：
( 一) 鏈結國際市場需求，形成策略夥伴
1. 辦理海外國際展整合行銷活動，促成我國廠商與目標市場重要買主或國際大廠對接媒合，完成60案以上。（經濟部國際貿易局）
2. 輔導產業公協會數位轉型、強化數位行銷能力或運用數位科技行銷推廣，完成6案，參與廠商60家以上。（經濟部國際貿易局）
3. 邀請國際專業媒體來臺或線上採訪，促成臺灣智慧機械專題報導30篇以上。（經濟部國際貿易局）
4. 鏈結歐美日及新南向國家，促成指標性國際合作13案。（經濟部工業局）
( 二) 推動設備商通過國際級高階客戶端認證，切入全球高階市場
1. 補助業者之關鍵零組件、智慧製造設備或智慧製造解決方案，輸出國際市場（含βtest），全期程完成20案切入全球供應鏈，生產效率或營業相關指標成長率達10%以上。（經濟部工業局）
2. 補助業者之國產半導體設備，通過指標客戶（如：台積電、日月光等）產線品質驗證，全期程完成15案以上切入高階客戶端供應鏈，提升國產設備產值60 億元以上。（經濟部工業局）
3. 辦理國際產業高峰論壇15場（全期程），鏈結亞太及全球應用市場。（經濟部工業局）
▋結論
智慧機械產業推動方案在過去4年，推動智慧機械產業領航計畫、智慧機上盒(SMB)、創新AI應用加值、智慧製造輔導團、國產感測器、公版聯網平台NIP 等重點政策，不論在高度（挑戰國際頂尖規格）或廣度（擴散於中小企業）、深度（技術深化）等構面，均奠定產業數位化與智慧化基礎。未來智慧機械產業推動方案2.0將對準「亞洲高階製造中心」政策目標，協助產業提高附加價值、建立完整產業供應鏈，使我國成為成為全球智慧製造基地。
相較於過去4年推動成果，可靠度工程、先進封裝製程設備國產化、擴大系統整合商家數與能量、新科技（如：AI、5G 等）應用並擴散至中小企業、以共享精機的概念推動雲端平台技術應用等皆屬新增項目，亦順應產業發展的脈絡強化了方案推動的完整性。本文已就智慧機械產業推動方案未來4年推動策略及作法進行框架式、摘要性的整理，產業界有任何需求皆可透過各機械產業公協會與政府進行溝通，我們衷心的期盼藉由產業的意見滾動式調整方案推動的內容，使智慧機械產業推動方案能發揮更大的槓桿效益，開創機械產業未來的黃金10年。