機器人產業-機械業新契機 資料來源：精密機械研究發展中心/計畫工程師 石承泰       (機械資訊607期/2007年9月)   過去智慧型機器人只能存在電影及科幻小說中，如著名的電影明星R2D2、C-3PO及Johnny 5等，也許現實生活中還離真正智慧化的機器人有一段差距，但隨著技術發展以及國際間提出的各種機器人普及計劃，目前各式各樣自動化的裝置已經讓我們看到了機器人走進家庭生活的可能性，智慧型機器人也成了近兩年來台灣急欲推動的產業之一。   國內機器人產業發展現況 目前台灣服務型機器人主要產品為家用清潔機器人以及娛樂型機器人，法人研究單位已有工研院開發出超靜音吸塵機器人﹝已有授權合作的廠商﹞以及保全機器人，精密機械研究發展中心則有導覽機器人、娛樂型機器人等產品。各大專學校也投入技術研發多年，累積許多能量，近幾年積極參與各項國際性機器人競賽，都有相當不錯的成績，學術界也於今年開始籌設台灣機器人學會，作為學術研究與交流平台，提供產業所需技術與人才。此外，產業界像是微星、明基等資訊業者亦成立研發部門投入機器人技術研發，其他ICT業者也陸續投入環境感測、人機介面、平台控制及影像模組的開發。祥儀、雷虎投入小型伺服馬達的開發，東元、大銀微以及盟立等機械者等投入馬達及驅動器的開發，而松騰實業則是開發出平價吸塵機器人，成功外銷至歐美等國，其趴趴走智慧型吸塵機器人目前銷售量已是全球第二大，當然除上述列舉廠商之外，也有多家傳統產業廠商開始投入機器人零組件的開發。   機器人過去在台灣的發展主要是應用於工廠的自動化，民國70年代起，在政府竭力倡導工業自動化政策下，開始投入產業用機器人相關應用發展，目前台灣廠商多投入週邊應用，如產線之建置、IO模組、機器人操作盤、軟件、相關零組件、各式夾具的設計製造、系統整合及加值服務等。過去產業用機器人產品受限於技術以及市場太小，發展一直很緩慢，近年來則因半導體以及平面顯示器（FPD）面板廠的快速成長，帶動了台灣進口機器人的成長幅度，成為產業用機器人最大的顧客群，無塵室搬運用機器人也成為用應用最廣的機器人，隨著半導體及面板尺寸越來越大，搬運用機器人需求越來越高，加上政府大力的推動設備國產化，近幾年在這一塊已有不錯的成果，出口也穩步上升。   接下來將藉由產業機器人進出口資料的統計來看我國機械業在產業用機器人的發展狀況，以及機械產業跨入機器人的發展契機究竟在哪?   台灣機器人產業進出口資料統計 台灣地區目前進出口機器人類型仍以多用途工業機器人較多，根據2001年至2006年之進出口統計資料顯示，進口金額在2001年到2003年逐年呈現遞增的趨勢(參見圖一)。2003年進口總值為2億美元，2004年劇增為3億3千萬美元，而2005年則衰退，到2006略微回升，全年度進口達2億8千7百萬美元，2003到2004倍增的成長因素多半因為面板廠在當時不停擴廠，而進口了大量的產業用機器人，之後開始衰退也是因為面板廠擴廠速度遞減所致。而出口的金額則呈現一路成長的趨勢，到2006年出口金額約為8千6百萬美元，2007年上半季已達5千萬美元。其中的供運送、上下料及儲存半導體晶圓、晶圓卡匣、晶圓盒及其他半導體裝置材料之自動機器，由於政府大力推動半導體及FPD設備自製率提升，因此從圖二可以看出半導體、FPD產業用的搬運機器人進口慢慢下降，出口則是逐年上升，尤其是在2005年到2006年出口倍增成長，這類型搬運機器人的出口比重已由2001年的22.86%提升到2007年的54.7%。   圖一我國產業用機器人進出口金額 資料來源：海關進出口資料庫 統計資料：未在其他部分載明或包括之工業用機器人   圖二 我國搬運用機器人進出口金額 資料來源：海關進出口資料庫 統計資料：供運送、上下料及儲存半導體晶圓、晶圓卡匣、晶圓盒及其他半導 體裝置材料之自動機器   表一 我國搬運用機器人佔整體產業機器人出口比重 年度 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 上半季 搬運用機器人佔整體產業機器人出口比重 22.86% 36.04% 36.84% 38.52% 41.03% 49.27% 54.70% 資料來源：海關進出口資料庫   表二至表四為我國工業機器人進出口的相關資料，從表二可知，台灣近五年來工業用機器人進出口皆以亞洲地區為主。其中近八成的進口來自日本，最主要還是以汽車業、半導體產業及面板廠的應用為主，次之的進口國家則為美國、德國、韓國、瑞典等﹝表三﹞；而出口最多為中國大陸及香港，其它則為美國、日本、馬來西亞等﹝表四﹞。   表二 我國機器人 進出口統計 單位：美元 洲別 進口金額 2001/01~2007/06 進口 排名 出口金額 2001/01~2007/06 出口 排名 亞洲 246,071,733 1 1,239,642,216 1 北美洲 43,784,840 2 137,767,988 2 歐洲 18,388,991 3 131,123,431 3 中東及近東 2,850,673 4 432,260 6 中美洲 2,195,979 5 96,785 7 大洋洲 796,989 6 786,929 5 非洲 582,133 7 7,312 8 南美洲 238,024 8 1,612,574 4 資料來源：海關進出口資料庫 統計資料：未在其他部分載明或包括之工業用機器人   至於進口方面較值得我們注意的是，與台灣鄰近的韓國，由於國內有許多大型重工業以及近年來表現亮眼的汽車產業、半導體以及FPD產業的支持，加上政府大力扶植，努力推動生產設備自製率的提升，近幾年不論是在技術或是機器人產品都有相當明顯的成長，加上內需市場的支持，顯見韓國在機器人技術上有相當的進步。從韓國進口的工業機器人也在2006年及2007上半季有明顯的成長﹝表三﹞。   表三 我國機器人進口前五大國家 單位：千美元 國家 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007上半季 國別統計 日本 88,511 84,694 157,971 267,283 211,972 226,195 108,377 1,145,007 美國 35,416 29,181 16,018 16,166 12,219 15,357 12,400 136,759 德國 5,503 6,089 9,875 16,795 8,352 24,762 8,114 79,493 韓國 2,147 1,452 4,270 3,397 2,604 5,395 6,459 25,728 瑞典 402 297 833 483 1,003 641 291 3,953 資料來源：海關進出口資料庫 統計資料：未在其他部分載明或包括之工業用機器人   台灣工業用機器人出口過去大多是以大陸、東南亞等地區為主，原因在於台商在這些地區還是沿用台灣的生產系統，建置產線所需的自動化設備也多來自台灣，因此工業機器人的出口一直集中在大陸與東南亞，不過近兩年在政府大力推動半導體及FPD設備自製下，國內產業用機器人出口在近兩年有大幅成長，對其他國家出口比重也開始上升，我國對美、日兩國的出口比重在2005之後有較明顯的成長﹝表四﹞。   表四 我國機器人出口前五大國家 單位：千美元 國家 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007上半季 國別統計 大陸 2,669 5,323 15,542 21,001 23,095 47,327 23,142 138,103 香港 6,892 13,155 8,124 7,663 6,377 6,965 2,572 51,751 美國 1,729 2,062 3,204 5,277 5,888 8,835 15,864 42,861 日本 1,039 1,786 1,918 1,688 2,665 10,050 5,492 24,641 馬來西亞 738 703 773 1,439 1,258 374 229 5,518 資料來源：海關進出口資料庫 統計資料：未在其他部分載明或包括之工業用機器人   機械業發展契機 目前各領域廠商對於智慧型機器人產業的發展都有很高的興趣，其中以ICT廠商的投入最為積極，由於消費性娛樂機器人發展迅速，台灣資訊產業藉由過去累積的實力，在感測模組、影音模組、以及各式整合晶片都有不錯的成績。傳統機械產業除少數投入驅動系統及小型馬達開發外，泰半都是抱持高度興趣但暫時觀望的心態在看機器人產業，接下來我們將分成產品及零組件兩大塊，來談台灣機械業未來如何跨入智慧型機器人的發展： 產業用機器人產品 從技術面來說，台灣工具機產業過去發展相當的成功，目前已是全球第四大工具機出口國，僅次於日本、德國、義大利，所以藉由工具機發展累積下來的技術能力，台灣在投入XY Table及直角座標系機器人本體之設計製造上是具有競爭力的。從需求面來說，過去3K產業﹝日文簡稱，即骯髒、危險、辛苦產業﹞一些特定製程都由人力完成，不過在本地勞工不願投入，外勞引進又有限制下，未來機器人在這方面的應用確有需求，而且機器人的導入能夠幫助廠商提高競爭力，因此從目前台灣廠商具備的技術以及未來市場的需求來看，專用化、高可靠度的產業用機器人產品是目前值得切入發展的方向，過去台灣在多軸產業用機器人的技術一直都無法與歐洲、日本等國競爭，若能夠改變現有使用之思維模式，藉由我國機械業的優勢，避開技術上的競爭，發展專用、機構複雜度低、高可靠度適用於嚴苛工作環境下之機器人取代人力，以及低成本高效率之模組化產業用機器人，應能有讓人期待的表現。   產業用機器人相關零組件 除產品的發展之外，零組件則可由產業用機器人控制器、夾爪﹝Gripper﹞、馬達驅動模組這幾塊切入。CNC工具機控制器因其核心技術與產業用機器人控制器類似，因此台灣廠商若要在短時間切入開發出產業用機器人用的控制器產品具有相當優勢，初期發展可朝應用在半導體TFT產業的搬運用機器人，慢慢轉向多軸關節式機器人控制器的應用，如汽車業等領域；在驅動模組方面台灣亦具有一定發展技術基礎，投入廠商可朝整合式驅動模組概念發展，將gear box, encoder, power electronic, motor, controller, hi-speed communication這些過去獨立的元件整合起來，發展成一個模組，像這樣的模組不只可用在機器人也可能向外延伸應用在其他產業，此外小型伺服馬達則是目前服務型機器人不可或缺的關鍵零件之一，具有相當高的市場價值，國內已有祥儀、雷虎、廣營等機械廠商投入伺服馬達的開發，因此馬達驅動模組這一塊深具發展意義，也相當適合機械業投入資源發展。   機器人產業發展資源 在行政院2005年產業科技策略會議﹝SRB﹞智慧型機器人的子題裡，政府針對創意的激發，塑造產業發展環境，產業知識建置等方面投入產業推動，另外在技術面上運用科專計畫，善用法人研究單位﹝如工業研究院、精密機械研發中心、金屬工業中心等﹞及學校資源，進行機器人技術發展，建置創新前瞻平台整合技術，選擇前瞻性技術與國際研發機構合作，縮短研發時程，並推動產學研技術應用，以提高廠商產品化技術，有效引導產學研各界投入智慧型機器人發展。   目前中小規模企業要跨入智慧型機器人領域，可透過產業輔導機制，如運用產學合作計畫、經濟部技術處的業界科專、工業局的主導性新產品開發輔導計畫或是「智慧型機器人產業發展推動計畫」中協助產品及零組件開發計畫等方式，協助廠商開發機器人相關產品及技術。在人才培訓上，工業局亦透過機械產業藍領及白領人才培訓計畫，提供業界智慧型機器人才培訓之管道。此外工業局及精密機械研發中心﹝PMC﹞協助業界於2007年成立機器人產業推動協會，提供廠商交流機會，有效凝聚產業界力量，進一步促成各種研發聯盟，建立完整產業供應鏈。   目前政府為了鼓勵廠商投入發展機器人產業，投入大量資源，各種輔導管道以及機制都相當健全，不論是經費取得或是技術上的輔導，以及學研單位完整的技術支援，都提供台灣廠商良好的機器人產業發展環境與優勢，現在正是跨入機器人領域的最好時機，我們也期待智慧型機器人產業的發展，能夠順利帶動其他產業成長，於2015年創造產值新台幣2500億元，成為全球主要機器人製造國之一。