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臺灣工具機控制器的面面觀

控制系統與感測器專業委員會 周志騰會長
台灣三菱電機股份有限公司 FA事業部 事業部長

首先，誠摯恭賀臺灣機械工業同業公會即將邁入八十週年，感謝公會長久以來對機械業的努力跟付出。臺灣機械產業能夠有今日的成就，背後是無數先進以汗水和堅持打下的基礎。這段歷史既不容易，也極為珍貴。特別在今日，全球製造業正面臨重大轉型之際，臺灣工具機產業也正站在新的關鍵節點上，未來更加需要公會的引領與支援，共同開創下一個黃金年代。
熟悉這個產業的人都知道，臺灣工具機產品大約有八成銷往海外。當年無數中小企業主肩扛著樣品、提著皮箱，走遍世界各地開拓市場，靠著一步一腳印，逐漸在國際市場上打下基礎。也因此在大肚山下逐步形成高度聚落化、分工完整的產業鏈，形成黃金六十里的榮景。
回顧工具機產業的發展脈絡，自從臺灣工具機朝NC(Numerical Control)化邁進後，靠著高性價比的優勢，從中低階市場穩步向上發展，在全球工具機出口金額上曾一度名列第四。這背後是整個產業鏈紮實合作與持續創新的成果。

長期依賴進口控制器埋下競爭力下滑隱憂

然而，多年來臺灣工具機業者多數專注於機械本體的開發，控制器部分則因市場操作習慣及全球售服支援需求，長期依賴歐洲西門子(SIEMENS)、海德漢(HEIDENHAIN)、日本發那科(FANUC)、三菱電機(MITSUBISHI)。過去業界普遍少有投入在控制器的開發差異化的功能，這也逐漸埋下了產品競爭力下滑的隱憂。特別是中國大陸這十餘年來積極仿效臺灣的產業模式，以大規模生產方式快速推進，成本優勢極具競爭力，再加上中國市場匯聚各行各業的終端使用者(如電動車、智慧型手機、散熱設備等)，中國工具機業可得以及時且精準掌握市場需求，促使技術日益精進。而自COVID-19疫情以來，中國產業在內捲效應驅動下，價格低廉的工具機大量傾銷到全球，臺灣原本苦心經營多年的國際通路版圖逐一被侵蝕，臺灣工具機產業正面臨前所未有的壓力與挑戰。
除了外在環境的競爭外，臺灣產業內部亦須正視兩項結構性問題，人才斷層以及研發投入。首先，人才斷層的現象日益嚴重，年輕世代對傳統製造業的興趣低，技術人才培育與留任皆不易。其次，資本投入不足無法進行長期的技術研發與系統整合，導致產業轉型速度緩慢。

正視關鍵方向，積極迎向挑戰

而這樣的衝擊與挑戰下，個人認為臺灣工具機廠商有兩個亟需正視的關鍵方向。一是以中小企業為主的臺灣廠商，長久以來倚賴的國際代理商通路管理問題，二是工具機差異化問題，在此對後者提出個人的淺見給大家參考。
以工具機差異化作為競爭策略，據筆者所了解，日本與臺灣數家知名工具機大廠們，即採用開放式架構並以Mitsubishi的控制器為基礎，進行差異化畫面開發，打造出具備自家品牌特色的控制功能。這種做法不僅提升了機台整體的附加價值，也讓使用者在操作體驗與加工效率上感受到明顯差異，有助於鞏固客戶黏著度。參考上述日本部分廠商的做法及臺灣現有資源狀況，畫面及高階產品客製化是目前廠商可以發展的方向。在外購的標準的控制器上使用原來的系統開發會受限制在某廠商，若可以在標準的系統上外加商用控制產品來自行發展，是對廠商未來較寬廣的一個方式。這樣的方式可以在外加控制器上與原廠控制器連接，視原廠控制器的開放程度可以外加獨自開發畫面，若有開放部分運動控制應用也可以規劃自我特殊運動方式，結合製程監控、網路、CAD/CAM軟體，加入AI功能可實現預防維護、即時耗能預測…等，與感測器開發各式各樣的APP陸續加入系統內，整合形成自有機械特色的一個控制器。此一方式可建構出即使自購的控制器發生故障亦能用原有標準控制器來進行加工，不致影響客戶機械運行。有鑑於未來控制器的發展很有可能朝向更高的開放性與模組化，讓用戶更容易整合其他設備或系統，AI深度應用，提升自動診斷、自動校正、自主學習能力，邊緣運算能力強化，即時處理大量感測數據，減少雲端負擔及更直覺的人機介面(HMI)設計。這樣的形式也呼應了近期來各個控制器廠逐漸往Windows-based的開放性架構的趨勢，即使未來都是開放式或是雲端控制，上述的架構亦可以為未來趨勢打下基礎，是進可攻退可守的方法。
然而要落實這樣的轉型，除了技術佈局之外，人才與研發策略也必須同步調整。臺灣工具機產業長期仰賴一批老臣世代支撐，累積了豐富的現場經驗，但隨著產業技術快速變化，單靠經驗已難以應對新世代技術挑戰。因此，企業必須痛下決心，適時調整組織結構汰舊換新，將部分資深世代轉型或重新配置，同時以更具市場競爭力的薪資與職涯發展機會積極招募，培養新一代懂數位化、智能化、充滿拚勁的人才，真正形成技術傳承與創新的雙軌推進。
研發方面，則應效法當年臺灣產業先賢「無中生有」的精神，以及今日競爭對手持續精進不懈的態度，不僅要持續投入資源開發自有核心技術，更要能根據市場變化快速迭代產品設計。避免僅止於表面創新，真正做到從用戶端需求出發，持續優化控制與機構整合能力，才能在激烈的國際市場中，重新建立臺灣工具機的不可取代性。
工具機被稱為「母機」，代表它是機械產業的根基。而臺灣過去雖在機械結構開發上有優勢，但對於機台「大腦」––控制器系統的投入始終有限。控制器通常佔整機成本約20%上下，本該是技術與價值提升的重要突破口，如今更成為能否突破價格競爭、走向高附加價值產品的關鍵。因此，臺灣機械廠應審視自身條件，重新思考控制系統差異化能力，開發出與自我機械特色相呼應的差異化應用，才能真正為未來競爭力奠定堅實基礎。

本文節錄自臺灣機械工業同業公會《機械工業八十年史》