(圖片來源：shutterstock)

 

傳動元件下游的重要應用：工業機器人

在前一篇文章

我們提到了自動化趨勢中的重要應用

包括工業機器人、工業電腦、工具機

從此我們延伸出了對傳動元件產業的介紹

點出了其是諸多自動化設備中的關鍵零組件

同時也提供了幾家傳動元件廠商的資訊

讓讀者們對台灣的重要傳動元件廠

有了基本的認識

最後則是歸納了該產業未來技術的發展趨勢

如果想要再讀一次該文

溫故而知新

還請點這裡：自動化趨勢下台灣「這個產業」擠身世界前三大出口國，且「連續 8 季增長超過 20％」

 

而在本篇文章中

再認識了傳動元件產業的前景後

或許大家會好奇為何傳動元件的下游能發展的如此蓬勃

因此就讓我接著往傳動元件產業的下游應用來探索

把目光鎖定在工業機器人領域

試著了解工業機器人是什麼

為何在未來幾年裡工業機器人市場能以驚人的速度成長！

 

本文將分成幾個重點來呈現：

【工業機器人的定義及主要會使用它的產業】

【全球工業機器人市場概況】

【人口紅利逐漸消散，使得勞動人力越來越難尋】

【中國基本工資上升，使得工業機器人的投資回收期縮短】

【中國製造業每萬人擁有的工業機器人數量少於其他製造大國】

【讓你帶走的結論】

 

讓我們繼續看下去…

 

【CMoney 產業研究中心】新開張

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以下正文繼續…

 

工業機器人的定義及主要會使用它的產業

工業機器人的定義十分明確

根據國際標準化組織( International Organization for Standard, ISO )

ISO 8373:2012 所述的：

「為一種應用在工業自動化的固定或可移動裝置，

同時符合以下四大特性：

可自動控制、可重新編程、多重功用、

可依照操作者的指令在三軸以上的空間中運動」

 

以工業機器人的運作方式來理解定義中的四大特性

簡單地說，

一般我們看到的機械手臂就是工業機器人的一種類型

當這些機械手臂經過操作人員設定好後

（即可依照操作者的指令在三軸以上的空間中運動） 

 

就可以依據設定來自行執行動作

（即自動控制）

 

而如果操作人員重新改寫機械手臂的程式碼

（即可重新編程）

 

使其移動軌跡、處理的任務改變

則機械手臂便可以適用在不同的生產過程中

（即多重功用）

 

工業機器人的應用濫觴於汽車工業

目前汽車工業仍是最大買主，買走了 33% 的工業機器人

最早的工業機器人誕生在 1961 年

是一家美國公司 Unimation 所發明的

由通用汽車公司( General Motors )率先採用在生產線上

從此揭開了工業機器人時代的序幕

直到今天

汽車工業仍然是採用最多工業機器人的產業

而 Unimation 則是併入了瑞士的工業機器人製造商 Staubli

 

根據國際機器人聯盟( International Federation of Robotics, IFR )的資料

2017 年汽車工業買走了全球 33% 以上的工業機器人

 

汽車工業因為兩個原因而開始採用工業機器人

 

第一：汽車產業孕育了一條龍的生產模式觀念，讓工業機器人得以融入

一條龍的生產模式觀念

也就是福特生產方式

強調製造環節的相互連結

追求規模經濟與大量製造

同時將每個工人的任務給專門化

讓員工們只須待在產線的特定位置上

負責處理隨產線傳送到眼前的生產任務即可

 

而最重要的

同時引入專門的機台來協助員工更有效率地完成生產

這一點在 60 年代即意味著在產線上裝設工業機器人

由工業機器人代勞生產中較粗重、重覆度極高的生產環節

將人力重新分配到工業機器人無法取代的工序上

 

第二：成本壓力促使汽車製造商設法壓低成本、提升生產效率

60 年代以後

美國汽車業逐漸面臨日本汽車工業的崛起

因此如何讓生產流程更有效率成了主要問題

同時美國汽車工人工會的加薪、福利主張

也給汽車公司帶來一定程度的成本壓力

更加使這些公司有動機採用工業機器人

 

如今工業機器人會有爆炸性的成長

也部分得利於過去促使它誕生的這些因素上

這一點我們將在後面鋪陳

 

電子製造業將成為未來引領工業機器人產量的火車頭

這個圓餅圖還有另一個值得注意的資訊

那就是電子製造業的佔比 31.7%

為買入工業機器人第二大產業

值得注意的是

電子製造業在 2015 年時僅買走了 25.6% 的工業機器人

而汽車工業在 2015 年時佔比約 38.6%

因此按照目前的趨勢

在未來幾年內

預計電子製造業將成為工業機器人產業的最大客戶

 

全球工業機器人市場概況

2019 - 2021 年市場需求超過 130 萬台

上圖展示了目前及未來的全球工業機器人的數量、年增率

雖然 2018 年已經過完

但 IFR 是在去年 12 月發布該統計資料

所以圖中 2018 的資料仍是打上*

表示是預估值

而後面的增長率亦用虛線表示

代表這邊的增長率是基於預估值的推斷

 

從資料中我們可以看到

目前存在於全球的工業機器人數量已經突破兩百萬台

而在 2019 – 2021 的這三年

預計全球各產業會再買入超過一百三十萬台

2021 年增率逼近 18%

 

由於工業機器人價格不一

從幾十萬台幣

到百萬台幣都有

因此比較難斷定一百萬台代表的產值

但這裡提供兩個相關的產能數據做參照

 

第一組數據：台灣工業機器人年產能約 11,000 台

目前台灣一年可生產的工業機器人數量僅約 11,000 台

換句話說

作為世界第六大工業機器人生產國的台灣

目前的產能連未來三年需求的 1% 都不到

 

第二組數據：前十大工業機器人生產國產能約 31 萬台

世界前十大工業機器人生產國 2017年的產量約 31 萬台

該產能也只是未來三年需求的 23% 而已

 

所以從產能上來觀察

我們發現到工業機器人至少在未來三年

每年產能需成長 30% 以上

才可以符合 IFR 對未來工業機器人數量的預測

 

而在未來工業機器人需求的提升中

有一個市場扮演了主要的拉抬力量

那就是下一段開始要介紹的中國

 

三大原因讓中國產業很需要工業機器人：

人口紅利消散、基本薪資上升、工業機器人密度不高

如同前面講到的

工業機器人要被廣泛採用勢必是因為社會背景出現了變化

我們可以看到中國具備幾個推動工業機器人普及的因素：

 

第一：人口紅利逐漸消散，使得勞動人力越來越難尋

根據世界銀行( The World Bank )的資料

中國人口結構在 2011 年已經出現了一個拐點

一般常認為的勞動力來源

也就是 15 – 64 歲這個年齡層的人口

佔全體人口的比例開始反轉向下

而這意味著人群中合格的勞動力的比例

開始減少

工廠要獲取充足的勞工將會越來越困難

 

而另一個加劇此現象嚴重程度的趨勢是

中國總人口預計到了 2029 年後會開始減少

搭配前面的15 – 64 歲年齡層佔比下降

可推斷出能夠參與勞動的人將在 2029 年後急劇下降

 

第二：中國基本工資上升，使得工業機器人的投資回收期縮短

從 2015 – 2018 這三年間

中國平均的基本薪資漲幅將近 11%

便宜的勞動力已經不再是中國可以吸引人投資的特色了

 

同時相對的

工業機器人的價格卻因為產能擴增

所以售價逐年下降

因此對工廠主來說

採用工業機器人而非勞工

漸漸變得更加划算

 

這裡我們就提供一個簡單的試算

讓讀者較方便地理解工業機器人降價與工資上升的關係：

 

2008 年到 2016 年，工業機器人的成本回收期間縮減了 9 成 

從 2008 年開始

當時中國一台工業機器人的均價大約是 35 萬人民幣左右

而製造業從業人員年薪則約為 2.4 萬人民幣

若假設一台工業機器人可以抵銷四個人的勞動

再考慮進工業機器人本身的折舊與維修費用後

我們可以算出

如果採用工業機器人

一間工廠每年可以省下 1.7 萬人民幣左右

而相較於35 萬人民幣的平均售價

需要 20 年左右才可以回本

20 年的回本時間對工廠經營者來說

還不如直接僱人來的方便

 

但到了2016年

由於製造業人員的均薪上升了超過一倍

而同時工業機器人價格減少了將近兩成

這樣一來一往之下

工業機器人的投資回收期間變得更短

成本回收時間甚至不到兩年

與 2008 年相比

2016 年的成本回收時間不到其十分之一

而這樣的結果就是工廠主有很高的意願購入工業機器人

以此來取代將來只會越來越稀缺的勞動人力

即便未來成本回收期間不太可能再大幅降低

但低於兩年的回本時間

已經足以讓大部分公司選擇擁抱工業機器人

 

第三：中國製造業每萬人擁有的工業機器人數量少於其他製造大國

中國製造業的工業機器人密度是每萬人有 97 台

這個數字高過全球平均的 85 台

但與世界上其他主要的製造業國家相比卻不高

同樣是汽車大國的日本、德國、美國

分別有 308 台、 322台、 200台

以電子代工聞名的台灣也有 197 台

以上各數值都是中國密度的一倍到兩倍以上

 

因此在之前提出的中國製造 2025 計劃中

便明確提到 2020年前要將此數字提升到 150台

所以未來全球工業機器人市場的最大推動力

必定是來自中國

 

中國持有的工業機器人數量

也將會節節攀升

以2017年為例

當時中國已經擁有了全世界 6.6% 的工業機器人

而該比例數字在過去幾年亦是呈現上升的趨勢

 

至此我們對整體的工業機器人產業規模有了基本的認識

也了解到了

中國將是未來幾年推動該產業持續發展的重要來源！

 

接著在下一篇文章裡

我們將接續介紹工業機器人的上下游產業鏈

以及主要的工業機器人產品分類

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讓你帶走的結論

1.工業機器人興盛於汽車工業，電子製造業買入佔比逐年提升、成為主要需求方

2. 2019 - 2021 年，全球還需要超過 130 萬台工業機器人，其中以中國為最大宗

3. 2011 年後中國的勞動力佔總人口比例開始減少，勞動力只會越來越難取得

4. 近 3 年中國基本工資成長近 11%，工業機器人回本期間縮短至十分之一

5.中國工業機器人目的相較其他製造業大國偏低，每萬人僅有 97 台

 

 

免責聲明：

此為產業分析文，並非投資進出建議！