智慧製造為CNC數控技術帶來更多的市場機會，尤其是正在高速發展的新興亞洲。則將朝向高速化、智能化、多軸複合化、以及聯網化發展。特別是智能化的趨勢，將會帶來新的商業模式。
人工智慧的浪潮正在衝擊著各行各業，工具機領域也不會例外，特別是以數位控制為核心的CNC數控系統，也在此一趨勢下衍生出了新的解決方案與市場機會。根據財富商業洞察（Fortune Business Insights）的調查，全球CNC數控工具機市場預計在 2022 年至 2029 年成長至 1,407.8億美元，而其中最主要的成長驅力就是以數位轉型為主軸的智慧製造。
另一家市場研究機構GII也指出，CNC市場規模預計2024年為1007.8億美元，至2029年將達到1466.5億美元，複合年成長率為7.79%。而其成長的亮點， 就是使用先進的CNC 工具機可以減少生產時間，且大幅的減少人為錯誤，進而簡化許多業務流程，從而提高了對生產效率的需求。
另一方面，激烈的市場競爭也迫使企業必須更有效的提升製造技術，因此他們正試圖透過重新設計他們的生產設備（包括CNC工具機）來獲得競爭優勢。
複合、高精度、智慧化
因應上述這些市場與業者的需求，CNC數控系統也開始朝著下述幾個主要的發展趨勢前進。
複合化
當今的製造早已脫離大量統一規格的生產模式，取而代之的，是更多的客製化需求，而要同時滿足高客製化與量產的目標，複合化的加工就成了CNC產業的顯學，CNC數控系統也向著複合化的方向發展。例如，許多CNC數控系統都集成了刀具補償、斷刀保護、故障診斷等功能，提高了數控機床的綜合性能。
以目前熱門的五軸加工為例，這是一種複雜的加工技術，可以加工曲面或異形零件。在五軸加工中，CNC數控系統需要能夠實時協調各個軸的運動，以確保加工的精度和效率。
高速化、高精度化
為了提升製造的效率與品質，製造業對於加工效率和精度的要求也就不斷地提高，這也刺激CNC數控系統朝向著高速化、高精度化的方向發展。例如，在伺服系統方面，採用了高性能的伺服馬達、驅動器和編碼器，提高了伺服系統的控制精度和動態響應速度；在加工過程中，採用了高速切削、精密切削等加工技術，提高了加工效率和加工精度。
以高速銑削為例，它就是一種高速、高效的加工技術，可以顯著提高加工效率。在高速銑削中，CNC數控系統需要能夠實時監控加工過程，並根據加工情況進行調整，以確保加工的穩定性和精度。
智能化
隨著人工智慧、物聯網等技術的發展，CNC數控系統也向著智能化的方向發展。例如，一些CNC數控系統採用了優化演算法，可以自動優化加工參數，提高加工效率和加工質量。另外，新一代的CNC數控系統則導入了故障診斷系統，可以自動診斷數控機床的故障，提高維護效率。
而在智慧製造流程中，CNC數控系統更扮演著重要的角色，它需要能夠與其他智慧設備進行互聯互通，並即時分析加工數據，提供用戶進行決策的依據。
另一方面，為了滿足不同用戶的客製化需求，CNC數控系統也向著開放化的方向發展。例如，一些CNC數控系統提供了開放的介面，允許用戶自行開發客製化的功能。
| 圖一 : 複合化與智能化將是CNC數控的重要發展趨勢，圖為示意圖。 |
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亞洲扮CNC發展要角 歐日仍是技術領導者
從地域分布來看，亞太地區是全球最大的CNC數控系統市場，佔全球總市場的48%。其次是歐洲和北美，市場規模分別占全球總市場的24%和20%。
在亞洲方面，中國是全球最大的CNC數控系統市場之一，2022年市場規模約為50億美元。隨著中國製造業的持續發展，中國的CNC數控系統市場也將保持穩定的成長態勢。而從產業分布來看，汽車、機械、電子業等，是中國CNC數控系統市場的主要應用領域。
目前，中國CNC數控系統市場的主要供應商包括發那科（FANUC）、廣州數控、北京精雕、瀋陽機床、埃克馬等。其中，發那科是中國最大的CNC數控系統供應商，市場占有率約為35%。
美國是全球第二大CNC數控系統市場，市場規模約為220億美元。在應用產業方面，則以航太、汽車、機械等是美國CNC數控系統市場的主要應用領域。目前美國的CNC數控系統市場的主要供應商為發那科、三菱電機、西門子、法尼克、哈斯等。其中，發那科也是最大的CNC數控系統供應商，市場占有率約為40%。
日本是全球第三大CNC數控系統市場，但其市場呈現高度集中的狀況，單是發那科一家公司的市場占有率就超過70%，其次是三菱電機與山崎精機。而從產業分布來看，汽車、電子、機械業是日本CNC數控系統市場的主要應用領域。
而隨著日本政府推動製造業智慧轉型，對高性能CNC數控系統的需求也將有所提升，預料也會推動日本的CNC市場成長。
從全球主要市場的CNC數控供應商來看，可知日系的業者仍是CNC數控解決方案領導者，尤其是發那科仍持續位居龍頭的地位，而西門子則是代表歐系廠商在CNC數控領域嶄露頭角。
| 圖二 : 日系的業者仍是CNC數控解決方案領導者，尤其是發那科仍持續位居龍頭的地位。（source：FANUC） |
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至於臺灣，儘管本身的製造業蓬勃發展，但市場規模並不大，無法主要的市場相提並論，整體的規模僅佔全球CNC數控系統市場總份額的0.4%。而在產業應用分布方面，臺灣CNC數控系統的主要應用於電子、機械、汽車等。其中，電子產業是臺灣CNC數控系統應用最廣泛的領域，市場占有率約為40%。
而臺灣CNC數控系統市場的主要供應商包括：發那科、三菱電機、西門子等。其中，發那科是臺灣最大的CNC數控系統供應商，市場占有率約為35%。
近幾年，受惠於美中貿易對抗，以及政府鼓勵業者回流的政策，臺灣的製造業也出現明顯的成長。再加上，智慧製造與數位轉型等趨勢的刺激，因此推動了臺灣CNC數控市場的成長。
在製造業升級方面，隨著臺灣製造業朝向智慧化、數位化轉型，對CNC數控系統的高速化、高精度化、智能化的要求也不斷提高，因此帶動了新一波CNC數控系統市場的成長。另一方面，由於半導體與新能源等新興產業的發展，也擴大了對CNC數控系統的需求，這將有助於臺灣整體CNC數控系統市場擴大它的成長空間。
也因此預計未來幾年，臺灣CNC數控市場將保持穩定的成長態勢，並朝向高精度、複合加工、與智慧製造等趨勢前進。
| 圖三 : 全球CNC機臺應用分布。（source：grandviewresearch） |
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數位分身與人工智慧的導入
人工智慧（AI）是全球顯學，在CNC數控領域也不例外。目前人工智慧技術與數位分身（Digital Twin）在CNC數控系統上的應用已越來越廣泛，主要體現在以下幾個方面：
製造模擬
透過建立數位分身模型，可以對CNC數控系統進行虛擬的模擬製造、測試和優化加工參數，以提高加工效率和加工質量。例如，在航太領域，可以使用數位分身模型來模擬飛機零件的加工過程，提前發現潛在的加工缺陷，避免造成實際加工中的損失。
預測維護
利用AI技術分析數位分身模型中的數據，可以預測CNC數控系統的故障，並制定維護計劃，提高維護效率和降低維護成本。例如，在汽車製造領域，可以使用AI技術來分析數控機床的振動數據，預測軸承的磨損程度，避免造成突然故障。
故障診斷
當CNC數控系統發生故障時，可以使用AI技術分析數位分身模型中的數據，快速準確地診斷故障原因，縮短故障排除時間。例如，在電子製造領域，可以使用AI技術來分析數控機床的電流數據，快速診斷馬達故障。利用AI技術，可以即時調整CNC數控系統的參數，使加工過程更加穩定和高效。例如，在半導體製造領域，可以使用AI技術來調整數控機床的進給速度，提高加工精度。
以西門子為例，透過在CNC加工中導入數位分身與AI技術，成功優化了汽車零件的加工參數，並將加工時間縮短了20%，同時加工精度也提高了10%。此外，也運用數位分身技術成功預測CNC加工機床的軸承故障，並及時進行維護，避免了機床故障造成生產線停產。
整體而言，與AI和數位身分技術結合將是CNC數控系統發展的重要方向，其主要的發展趨勢如下：
? 數位分身模型將更加精確和完善：隨著感測技術和數據分析技術的發展，數位分身模型將更加精確和完善，能夠更真實地反映物理設備的狀態。
? AI技術將更加智能化：AI演算法將更加智能化，能夠更加有效地分析數位分身模型中的數據，並做出更準確的預測和決策。
? 數位分身和AI技術將更加融合：數位分身和AI技術將更加融合，形成更加強大的智慧製造工具，幫助製造企業提高生產效率、降低生產成本、提高產品質量。
| 圖四 : 西門子提供數位分身的加工工具，提高製造生產的效益。（source：wisdom.com.tw） |
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結語
總結來說．在智慧製造趨勢的推波助瀾之下，CNC數控技術仍將持續的發展，並帶來更多的市場機會，尤其是正在高速發展的新興亞洲。至於發展趨勢，則將朝向高速化、智能化、多軸複合化、以及聯網化發展。特別是智能化的趨勢，將會深度的結合大數據、雲端運算、人工智慧技術，進而帶來新的商業模式，智慧加值軟體服務等。同時新的技術也將提升CNC數控系統的智能化程度，實現自適應控制、故障預測、生產優化等功能。
另一方面，CNC數控技術也將會與精密機械、工業手臂深度整合，實現柔性製造、複合加工等功能，提高生產效率和加工精度，帶來更好的製造品質與生產效率。
