機(jī)器手臂是一直是來全球製造業(yè)的重點(diǎn)導(dǎo)入設(shè)備，尤其是近年來亞洲人力成本逐漸高昂，缺工狀況日益嚴(yán)重，再加上智慧化已成為製造業(yè)的既定趨勢(shì)，這兩項(xiàng)因素讓機(jī)器手臂的市場(chǎng)不斷增溫，在商機(jī)持續(xù)擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)下，各工業(yè)大國也開始加速機(jī)器市場(chǎng)的布局。

機(jī)器手臂市場(chǎng)大開

先從需求面來看，2016、2017兩年，機(jī)器手臂的出貨量已急遽上揚(yáng)，根據(jù)根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)IFR的資料顯示，2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷售量成長14%，達(dá)29萬臺(tái)，IFR在2016年也預(yù)測(cè)，2017年的出貨量將超過34萬臺(tái)，不過市場(chǎng)成長速度超過預(yù)期，OFweek行業(yè)研究中心對(duì)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，2017年全球工業(yè)機(jī)器人出貨已超40萬臺(tái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高於IFR的市場(chǎng)預(yù)期，在2017年前3季，全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的成長就已超過35%，各主要國家地區(qū)出貨表現(xiàn)強(qiáng)勁，其中，中國市場(chǎng)成長最快，出貨量成長率超過45%；其次為韓國市場(chǎng)，韓國工業(yè)機(jī)器人出貨保持穩(wěn)健，成長率在20%~30%之間；另一工業(yè)大國德國，其市場(chǎng)出貨成長則開始復(fù)甦，成長率超過15%；此外，日本和美國工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)也將維持8%左右的成長速度。

圖1 : 機(jī)器手臂的市場(chǎng)不斷增溫，在商機(jī)持續(xù)擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)下，各工業(yè)大國也開始加速機(jī)器市場(chǎng)的布局。(Source:ARDUINOARTS)

IFR報(bào)告的指出，目前機(jī)器手臂仍以汽車製造與電子產(chǎn)業(yè)為重，其他製造業(yè)的應(yīng)用密度仍低，以人力與機(jī)器手臂臺(tái)數(shù)的使用做比較，平均每1萬名員工，韓國的機(jī)器手臂安裝數(shù)量以411臺(tái)居冠，日本緊追在後為213臺(tái)、第3是德國的170臺(tái)、從第4到第10名則依序是臺(tái)灣159臺(tái)、瑞典154臺(tái)、義大利126臺(tái)、奧地利95臺(tái)、美國93臺(tái)，在前5名中與臺(tái)、日、韓等3國的機(jī)器手臂應(yīng)用以電子產(chǎn)業(yè)為大宗，德國和瑞典兩國並沒有大型電子產(chǎn)品製造工廠，其機(jī)器手臂應(yīng)用產(chǎn)業(yè)分佈則較為多元。

圖2 : 成功開發(fā)減速機(jī)等關(guān)鍵零組件技術(shù)，將使臺(tái)灣業(yè)者不再仰賴國外廠商。(Source:Sintron Technology)

中國2017年的每萬人機(jī)器手臂應(yīng)用密度雖僅有69臺(tái)，並未排上前十名，不過絕大多數(shù)業(yè)者都認(rèn)為市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿@人，IFR就預(yù)測(cè)，在中國人力成本持續(xù)上揚(yáng)，與中國政府的「中國製造2025」政策推動(dòng)下，到2019年全球機(jī)器手臂的市場(chǎng)銷售量中，中國市場(chǎng)將佔(zhàn)有40%。

市場(chǎng)的蓬勃加快了設(shè)備供應(yīng)商的布局速度，就目前發(fā)展來看，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展會(huì)以垂直關(guān)節(jié)型手臂最具潛力，各國的布局也都以此為重點(diǎn)，垂直關(guān)節(jié)型機(jī)器手臂以抓取重量分為小、中、大、重等4種類別，中、小型目前以日本廠商愛普生(Epson)的出貨量最大。

臺(tái)廠技術(shù)大有可為

Epson是日本鐘錶大廠精工(SEIKO)所獨(dú)立出來的公司，承襲了過去在鐘錶組裝所需的高精密特色，並將此特色充分發(fā)揮在同樣需要高精度的電子產(chǎn)業(yè)，在電子產(chǎn)品的組裝領(lǐng)域中，目前Epson在臺(tái)灣的6軸多關(guān)節(jié)機(jī)器手臂的出貨，就是以電子業(yè)為主，由於臺(tái)灣電子產(chǎn)業(yè)的代工訂單來自全球，產(chǎn)量相當(dāng)大，因此這部分的機(jī)器手臂需求量，也遠(yuǎn)大於全球其他地區(qū)，再加上機(jī)器手臂的投資是資本財(cái)，在長期投資的概念下，臺(tái)灣廠商的投資意願(yuàn)不低。

除了Epson，臺(tái)灣自動(dòng)化廠商也將中、小型機(jī)器手臂視為投入發(fā)展的首要市場(chǎng)，廣達(dá)董事長林百里就曾指出，在缺工、自動(dòng)化與工業(yè)4.0的大趨勢(shì)下，特殊用途的機(jī)器人和機(jī)器手臂發(fā)展性很大，提升自動(dòng)化的機(jī)器手臂是未來可大力發(fā)展的方向，目前臺(tái)灣在整機(jī)、部分關(guān)鍵零組件、系統(tǒng)整合等方面，都已有相關(guān)廠商與產(chǎn)品(圖3)，像是研華就以旗下的寶元數(shù)控切入機(jī)器手臂領(lǐng)域，值得一提的是，研華將寶元數(shù)控與上銀、感測(cè)元件、伺服馬達(dá)業(yè)者等結(jié)合組成機(jī)器人大聯(lián)盟，且將機(jī)器人控制系統(tǒng)開放，推出專用化、非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人控制器，並布局 EtherCAT 標(biāo)準(zhǔn)，廠商可以採購多家伺服馬達(dá)或控制器廠商產(chǎn)品，自由組合擴(kuò)充。

無論學(xué)界或產(chǎn)業(yè)，各季指出臺(tái)灣要發(fā)展機(jī)器手臂，都必須建立起完整自主的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，才能讓臺(tái)灣的工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化，擺脫關(guān)鍵技術(shù)掌握在國際大廠手中的限制。

機(jī)器手臂的關(guān)鍵零組件共包括控制器、伺服馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)器、減速機(jī)、視覺模組、編碼器、觸覺模組…等12項(xiàng)，伺服馬達(dá)及編碼器部分，臺(tái)灣雖已逐漸趕上國際水準(zhǔn)，但Harmonic drive減速機(jī)量產(chǎn)穩(wěn)定性尚待驗(yàn)證；至於自動(dòng)化系統(tǒng)整合領(lǐng)域，也是臺(tái)灣業(yè)者可結(jié)合國內(nèi)外機(jī)器人本體、零組件，創(chuàng)造的另一項(xiàng)獲利模式，減速機(jī)技術(shù)則一直以來則都為日本廠商所掌握，而此為機(jī)器手臂的核心部件，以工研院自製機(jī)器手臂為例，減速機(jī)約占整機(jī)成本近20%，過去臺(tái)灣在減速機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)缺乏，不過2016年工研院以成功開發(fā)減速機(jī)撓性齒輪設(shè)計(jì)及精密製造技術(shù)，並已申請(qǐng)二項(xiàng)相關(guān)專利，目前已開始結(jié)合臺(tái)灣業(yè)者製造基礎(chǔ)，希望可利用產(chǎn)業(yè)拼圖的發(fā)展策略，打造出最純正MIT機(jī)器人，協(xié)助臺(tái)灣機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)邁向國產(chǎn)化。

加速建立完整供應(yīng)鏈

圖3 : 臺(tái)灣機(jī)器手臂產(chǎn)業(yè)鏈及主要廠商

透過成功開發(fā)減速機(jī)等關(guān)鍵零組件技術(shù)，將使臺(tái)灣業(yè)者不再仰賴國外廠商，讓臺(tái)灣自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的里程碑，業(yè)界人士指出，掌握機(jī)器人的關(guān)鍵零組件，可協(xié)助相當(dāng)多元的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，包括3C、金屬、半導(dǎo)體、工具機(jī)、醫(yī)療、航太等，都可協(xié)助業(yè)者導(dǎo)入各種自動(dòng)化生產(chǎn)與應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造臺(tái)灣自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的新契機(jī)。

目前臺(tái)灣廠商在工業(yè)機(jī)器人的先天劣勢(shì)在於缺乏市場(chǎng)縱深與產(chǎn)業(yè)規(guī)模，不過臺(tái)廠雖無力，但也未必要全然跟隨歐、日系大廠，每年發(fā)表各式各樣先進(jìn)的機(jī)器人本體，臺(tái)廠可思考透過產(chǎn)業(yè)結(jié)盟互惠或吸引國內(nèi)外資金投入，協(xié)助發(fā)展高知識(shí)含量、高附加價(jià)值的技術(shù)服務(wù)，並從平價(jià)優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)向高階高價(jià)值領(lǐng)域成長，提供所有願(yuàn)投入生產(chǎn)機(jī)器人本體的國內(nèi)外廠商「一站購足」的機(jī)會(huì)，這將開拓臺(tái)廠在此領(lǐng)域的另一片藍(lán)海商機(jī)。