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中國工業高速發展,為何卻在自動化領域上遠遠落後於世界?
窮奢極欲 | 時政類 | Jul 26, 2021
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自18世紀末期以來,全世界經歷了三次工業革命。從最一開始的蒸汽機機械化,到二次的電力大規模應用,以及第三次的數位化革命,每次都大幅度的改變了人們的生活,如今在人們眼中的則是被稱作工業4.0的第四次工業革命。而建立於多個工業4.0科技基礎上,才能達到的自動化產線更廣泛地被全球各大廠商運用。只不過比較少人知道的是,中國雖然在工業網際網絡上有着高速發展,還是全球工業機械人的最大市場,但在其背後的關鍵因素——工業自動化領域上,卻大幅落後給其他國家。
根據統計,全世界前五十大自動化公司已經長達14年沒有中國大陸公司的身影。在上次有中國大陸公司的2007年時更是只有一間進榜,還是敬陪末座的第50名,讓人不禁想問:「中國自動化,為什麼跌出了世界50強?」
首先,我們先來簡單介紹一下工業自動化是什麼。現代這些從頭到尾整合、串聯並自動化的產線是建立在許多個工業4.0科技基礎上才可運轉。這不只是單純重複性高的勞力工作,還包含智慧工廠、工業物聯網(IIoT)的應用,可在許多決策層面的工作使用。
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工業自動化的概念最早是由美國汽車大廠福特公司提出,現今製造業的營運流程自動化的模式還可以細分出兩大方向:勞動自動化和資訊處理與決策自動化。我們多數提到的自動化大多是體力勞動的自動化。這些工作的重複性和獨立性都很高,雖然會受限於消費者需求和產品複雜度,但隨着工業4.0的科技成熟,這些問題也漸漸被解決。在資訊處理與決策自動化部份,是近幾年才開始被人們所提及。在科技大幅成長的背景下,電腦再取得並分析數據,以及建立和執行決策的階段中有越來越多的決策權。
專注於自動化市場的美國雜誌《Control Global》,其內容主要面向業界人士,因此評比都有一定程度的價值性。該雜誌在每年的10月底都會公布上一年度的全球及北美自動化公司前50強,該榜單由ARC諮詢集團的分析師和《Control Global》的雜誌編輯整理。而在排名時,也有多項條件來對自動化公司的技術定義。排序則是看該公司的自動化部門銷售額多寡。
拿下2019年全球自動化供應商寶座的是來自德國的西門子(Siemens),以自動化部門銷售額136.25億美元(約3860億元新台幣)奪下寶座。再來依序為美國愛默生(Emerson)的122.55億美元(約3470億新台幣)、瑞士ABB的112.22億美元(約3180億新台幣)、法國施耐德(Schneider Electric)70.52億美元(約1997億元新台幣)、美國羅克韋爾(Rockwell Automation)的67.37億美元(約1908億元新台幣),但一路往下到第50名為止完全沒有一間中國大陸的公司入黨。可是這些自動化50強的產品和系統被大量應用在中國國內的工廠。許多公司的銷售額還有很大一部份來自中國。
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上次中國大陸的自動化公司入榜,得追溯到2007年。當年北京和比利時(HollySys)位居第50名。即是這10多年來中國已成為全球第二大經濟體,各種工業規模和水平都在前進,自動化的應用也越來越廣泛。但最近10多年的排名,再也沒有中國大陸公司身影。在自動化領域上,似乎沒有顯著進步。但其實中國正在加速自動化的腳步,最主要的驅動力,就是人口結構的持續變化。
中國2020年的60歲以上人口已經來到18.7%,人口老齡化程度進一步加深,中國勞動年齡人口在2011年達到高峰的9.25億人,之後逐年下滑,且幅度越還越來越大。中國人力資源和社會保障部預測,2030年後將會以每年平均760萬人的速度減少;到了2050年,中國勞動年齡人口只剩下7億 。隨着傳統勞動力的萎縮以及逐年攀升的中國勞動力成本,自動化或許將成為維持中國生產力的關鍵。
如果以自動化最常見的工業機器人來看,根據國際機器人聯合會最新報告,中國已成為全球最大的工業機器人市場。2019年中國的機器人密度為每一萬名工人配187台工業機器人,高於全球平均113台,也從2016年的68台大幅增加。但是若把中國的製造業規模放在全世界看,並拿來和其他製造業大國相比卻是遠遠落後,連前十名都排不上。國際機器人聯合會主席米爾頓.蓋瑞(Milton Guerry)解釋,透過對機器人密度水準的測算,可以比較不同經濟規模的國家在一段時間內,於動態自動化競賽中的表現。
2019年機器人密度最高的國家是新加坡,每一萬名工人配918台工業機器人。再來依序是韓國868台、日本364台、德國346台、瑞典274台、美國以228台排名第九,中國只能排在第15名。但為什麼中國的自動化產業使用的相當廣泛,可是國產自動化公司卻沒辦法在世界佔據一席之地呢?這可能就要許多面向來探討。
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網上有分析認為,自動化產業是需要持續高投入才可能有高品質,進而產生高回報的產業。但受到政府機構追求GDP高指標的方針影響,所以往往把工業自動化工業視為一種不會產生高GDP產值的門類,所以不夠重視。美國致富「戰略與國際研究中心」2019年的報告標題下的很直白,質疑中國準備好迎接智能自動化浪潮了嗎。
報告認為,培養能設計、構建或編程自動化技術的人才實為關鍵。中國政府也發現了這點,把教育體系的重心放在了培育科學技術和工程精英上,像是增加預算,加速培養高科技人才。在2014年,中國國內授予的科學與工程學士學位是全球總數的人¼。在博士人才部分,2005年至2015年間美國向四萬多名中國留學生授予了科學與工程博士學位,這數字是印度、韓國的兩倍多。但是中國目前自動化教育大多還在起步階段,國內只有幾所大學是專門在人工智慧或機器人工程上研究。這讓中國能編程、設計自動化核心機器的人才少之又少 針對培養能在自動化環境中作業的技工部份,雖然中國政府又推出政策,在職業學校增設工業機器人技術,還有智能產品開發等專業。可是學校招生力度不足,想念職校的學生越來越少。2016年職校在校生只剩1600萬,比2010年的2240萬減少了28.6%,遠遠低於預期。
中國官媒《新華社》2018年的一篇報道表示,工業機器人被認為是智能製造的重要基石。但中國的國產機器人和芯片產業其實存在相似制約,也就是對外依存道高、缺乏核心技術,這阻礙了中國智能製造的發展。而浙江省智能製造專家委員會主任毛光烈透露:中國的中小企業離全面智能製造還有段距離。中國真正實現的企業實際上還很小,一些大企業也不過是在一些二級分廠部份車間實現了自動化、智能化生產,中小企業則是更少了。不過,中國智庫「前瞻產業研究院」今年二月報告指出, 2019年中國自動化市場規模達到1865億人民幣(這約是290億美元、8200億新台幣),年增1.8%,估計到了2022年將達到2085億人民幣(324億美元、9170 億元新台幣)因為工業自動化行業將隨着智能製造業發展,有着良好機遇。
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最後我們來梳理一下中國自動化公司之所以無法站在世界前端,最主要因素就是缺乏核心技術。在伺服機構、控制器、減速器等核心零部件,高度依賴進口,導致機械人在穩定性及可靠性等方面不如國外企業。除了機器人外,工業自動化還需要機械、軟體、電氣控制和傳感等一系列構成。中國在這些多方位處於落後,要走的路還很長。以可程式化邏輯控制器(PLC)來說,西門子就在中國PLC市場佔了超過四成份額,若把三菱、歐姆龍給加進去,三家廠商就佔了超過六成份額。除了PLC,集散控制系統(DLC)也集中在美、日、德等國。
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