2020年迄今，原本年初已渐和缓的美中贸易战又逢新冠肺炎疫情，导致全球烽烟四起，汇率波动火上添油，台湾工具机产业全年衰退几已成定局。但对业者而言，如何能在目前越来越频繁发生的不可测变数中，透过数位双生技术洞见先知，以满足客户真实需求；打造「云」和「地」端平台，借数位转型改善企业营运体质，才是真正长治久安的关键！

尤其到了今年美中贸易战早已实质转型成为新一代科技冷战，对于工具机产业的终端用户－汽车、3C电子、模具及自动化设备等产业而言，必须准备好两套系统标准，重塑全球分工供应链体系；加上因为这波疫情封城锁国后，造成跨国商务活动中止、上下游断链风险，供需难以预测，从而驱动「韧性供应链（Supply Chain Resilience）」与企业数位转型的发展需求，看似危机也是转机，有心的业者便可趁此转型、结盟或调整经营方针，提前在下一波景气反转做好准备。

智慧制造则是目前全球带动数位转型升级，跨界整合的必要方式，又与智慧机械密不可分。过去台湾工具机产业以出口导向为主，无论在精度、技术上都具有一定水准，惟后端客户服务能力尚且不足，赚取的利润约仅占营收2~3%，经中间服务的庞大利润都归代理商／经销商，又未必能忠实反映终端需求，这也是当前智慧机械发希望能够补强之处，更突显打造跨域平台、共通标准的重要性！

图1 : 智慧制造是目前全球带动数位转型升级，跨界整合的必要方式，与智慧机械密不可分。 （source：工研院）

今后工具机将导入越来越多数位科技创造附加价值，成为日后业者增加市场竞争力的必要工具，进而掌握全球供应链数位转型趋势先机，运用新兴数位科技与建构新型态产业生态体系，参与区域资源的协同和价值共创；甚至开始数位转型，提供智慧供应链整合平台与服务的新商业模式，以创造高品质、高效率的供应链科技服务与解决方案，扩大价值服务布局。

另为突显产品差异性，工具机也会越来越重视资讯服务内容，在基本功能上再融入资通讯（ICT）科技，以创造更高附加价值，例如运用感测器撷取零组件资讯后上传控制器，以协助分析大数据模拟，实现可追溯性、预测性维护等创新科技应用。并随着设备间沟通协同成为主流趋势，工具机规格越来越标准化后，软体与服务成为关键，工具机就不再只是传统机械业，而属于资讯服务业。

进而驱动中小企业文化质变，透过组织内部思维的调整与反思，调整产品结构，汰换没有附加价值，以及市场已饱和的产品线；培育人才、重新布局线上／线下市场通路及服务系统、展会，加强搜集全球资讯等步骤，才能让企业面对国际趋势冲击或遭遇重大变革等影响时，也能快速回复原本状态，甚至发掘新契机。否则，即使勉强跟上工业4.0浪潮，将厂房内所有新旧工具机的数据都通过IoT连网，移转到公司伺服器，还须真正用来支持营运、生产管理，才能为终端用户创造最佳产品和服务。

台湾智造大联盟成军　驱动智慧制造与机械双引擎

然而，由于台湾机械产业超过97%为中小企业，转型所需的成本是一大负担，机械公会、电电公会和4大法人：工研院、金属中心、资策会、软体协会、精机中心，以及系统整合、设备与制造业者等超过20个产学研单位，日前也携手成立「台湾智慧制造大联盟」，将汇集产、官、学、研庞大研发能量，协助台湾设备业与制造业进行数位转型，预期将带来3大效益：

1.瞄准新蓝海，以智慧制造创造在云端服务及远距协同应用的新蓝海、新趋势与新商机；

2.利用台湾产业聚落绵密完整的发展优势，从电子与半导体设备、工业控制器、智慧机器人等产业机械和自动化系统整合等领域切入，进行数位转型；

3.借力强化法人技术软硬整合与链结产学研角色，共创亚洲高阶制造中心。

该联盟除了提供智慧化解决方案外，还将以公版「智慧机械云」为核心，链结大联盟成员丰富资源，投入智慧机械云测试、软体开发及应用，提高产业国际竞争力。目前已有45个软体上架测试，预计年底将增至98个；2021年开放所有先期测试终端客户厂商加入试营运，统一地端标准，实现边缘运算（Edge computing）；2022年完成金流后正式商转，让工具机厂商自行开发店中店，服务自家设备，客户也能找到所需软体。期盼在大联盟努力下，协助设备业与制造业数位转型，进而打造台湾成为「亚洲高阶制造中心」。

图2 : 未来与机械云连网後的数位服务，将包含：维护、生产、制造、电子商务发展环境；建构云服务规则架构、营运方案，打造智慧制造机边作业系统和云端连结（source：工研院）

可预见未来在联盟推动数位转型路途上，公版智慧机械云将位居要角，以建立标准化地端软硬体、应用服务开发工具以及营运平台，满足制造业少量多样、大量客制化等目标，就像智慧手机「APP Store」或「Google Play」一样。在这标准化云端商店中，软体业者可以直接上架相关智慧化软体；使用端厂商则能直接在智慧机械云平台浏览软体介绍，自行下载安装、维护更新，解决过去设备联网和云平台品牌众多且彼此不相容、软体安装复杂等问题，将大幅降低厂商转型升级成本。

工研院智慧机械科技中心智慧制造技术组组长罗佐良进一步指出，近年来为配合机器公会推动中小企业数位转型，该智慧云端平台初期可结合智慧机械盒（SMB）连结各机械设备之后，集中各家加工知识、资源，可更快发挥效益。再通过机联网提升机械附加功能，包含最佳化生产模式与降低物料损耗，善用生产数据和人工智慧（AI）技术，以最低成本提高品质、可靠度。

未来连网后的数位服务，将包含：维护、生产、制造、电子商务发展环境；利用聚落整合相关软体市集，协助客户创造客户的价值；同时建构云服务规则架构、营运方案，打造智慧制造机边作业系统和云端连结，确保与整体生态系有一致标准，无论是设备制造厂商、系统整合商（SI）或终端使用者都可从云端取得解决方案，不必再自行多方寻求软体开发商合作编程。

促使工厂和终端使用者都能透过标准化SMB，与机械云双向沟通、媒合订单、产能，得以跨厂区透过公版ERP、PLM、APS串接供应链、制造及量测、设计等需求服务，确保交期精准。罗佐良说：「此有别于过去供应链，只有其中一家厂商成功数位转型，可能抢走同业订单。现在供应链一体转型后，抢走的就是国外对手订单。」

西门子数位双生再进化　涵括软硬体迈向先进制造

此外，数位双生技术（Digital twins）在工具机的应用面向可包含展览销售、教育训练以及保养维修。例如透过虚拟化软体的加值，除了在销售上可透过3D模拟设备并透过网路进行线上展览；亦可透过教育训练3D软体缩短学习时间、减少工作意外，力求快速安全上线，而交机后则可根据其健康使用状况掌握系统寿限，达到智慧预维修的功能。

今年适逢西门子公司（Siemens）CNC控制器问世60周年，不仅发表新款数位原生CNC控制器SINUMERIK ONE，为CNC工具机加工业者打造首台数位转型工具机，还可透过扩充软体模组以及平行开发，提升约50%运算速度、仅须原有PLC扫描周期时间的1/4，可更快速完成机台开发，协助工具机厂落实数位双生技术。

西门子公司工具机处副协理谭世斌表示，若同时搭配Create My Virtual Machine软体，融入实体控制器NC运算和运动控制功能、工具虚拟机台／切削程式，可让工具机缩短内部电控人员开发时间，不必等到机台设计构型、铸件木模完成后，才到现场施工、编写PLC程式、调校参数、切削试错等，更节省时间、成本。谭世斌说：「现在业者只要在办公室就能将虚拟机器汇入加工应用档案、参数等服务，缩短30%上市时间，以及提升50%开发效率、CNC控制器生产效能25%。」

图3 : 同时搭配Create My Virtual Machine软体，融入实体控制器NC运算和运动控制功能、工具虚拟机台／切削程式，可让工具机缩短内部电控人员开发时间。（source：Siemens）

目前Create My Virtual Machine已有国内外工具机大厂开始置入自家虚拟五轴工具机，以模拟防碰撞与切削功能，成果十分贴近真实，包含表面切痕纹理和外观轮廓都巨细靡遗，等于可预知加工表面品质。程泰机械也借此建立新款虚拟车铣复合加工机，融入西门子多年来在欧洲操作经验、人机介面，已可用来虚拟加工口罩防伪钢印花轮。

这也符合未来零接触开发机台趋势，让国外买主在线上就能检视整机结构、加工打样过程，以验证客户的加工程式，看到完成之后的工件外观、品质；甚至进行修改或加装工业机器人等自动化系统，串成整线／整厂的完整解决方案。买卖双方因此可直接在线上讨论规格，交给设计部门即时修改，适合在订单未明之际投入研发。

上游零组件供应商也能利用Create My Virtual Machine软体，与整机厂沟通修改，待同规共轨后降低服务成本的效益更高；甚至可将虚拟机器档案随附机器销售，一旦故障便叫出虚拟机器与客户、代理商讨论，立即解决操作问题，还能借此培训员工、学生。

使用者可借此汇入不同机台，规划虚拟产线进行防碰撞、跑合测试等，再交由实机提高扩产弹性。现在还能加入CNC shopfloor management整厂加工制程管理软体，结合IoT最佳化制程、产品，协助终端客户减少浪费资源！

此外，近年来3D列印已逐渐改变整个业界的生态，且以年产值23%的速度高速增长，从产品设计到产品制造、工法，也都由NX软体整合串接整个生产流程；再到创新商业模式，以及催生新创产业，西门子现也持续透过数位双生技术和自动化产品，协助各大积层制造设备制造商迈向生产自动化和数位化。

**刊头照：（source：assets.new.siemens.com）