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台灣滾珠螺桿 全球化布局策略
2019.08.16∣瀏覽數:300

2018年上半年延續了2017年底開始的製造熱潮,加上中國對於產業升級的激勵、歐洲製造業的 穩步復甦,讓傳動元件產業大幅成長,尤其是線性滑軌和滾珠螺桿兩大自動化關鍵零組件,呈 現供不應求的狀態。直到2018年中,隨著美國總統川普發起的貿易戰越演越烈的情況下,中國 製造業因前景不明,投資的腳步也漸漸放緩,加上許多民營甚至是國營企業開始撐不住虧損的 情況下,資本財和周邊自動化的訂單呈現斷崖式的下降,對於重心有很多放在中國大陸市場的 台灣機械製造業來說,面臨到的情況非常嚴峻。
文 ◆ 工研院產科國際所 莊瀅芯

滾珠螺桿需求下降、庫存升高
下游應用產業受到波及,對於上游的廠商 也無法獨善其身。根據經濟部統計處公布的 數據,台灣滾珠螺桿的產值在107年8月達到 13.1億的歷年高點,如圖1所示,後續受到美中貿易戰的衝擊,在經歷短暫的拉貨潮後於 12月年成長率出現負成長,產值也腰斬至7.1 億新台幣。不過由於前三季的成長,全年產 值為129億新台幣,創下歷年新高,較106年 大幅成長46.7%。邁入2019年後,產能依舊 受到製造業投資腳步放緩之影響,除了產業機械或是工具機等主要應用產業(應用占比約 為42.3%)衝擊較大之外,高科技設備業和自 動化相關的需求也同時下降,造成庫存持續 上升,在今年4月的庫存量已經累積達9.5億 新台幣,這些累積的標準庫存品已經造成削價競爭的情形。

對照近兩年的滾珠螺桿出口金額可以發 現,不論是2018上半年滾珠螺桿產值的成 長,抑或是下半年的衰退,都和中國的進口 需求息息相關,由圖2可知,在2018年10月 的出口金額曾經高達1.6億美元,而也在12月 出現年成長率反轉為負值的情形,在美中貿 易戰影響下,出口至中國大陸的占比已經超 過五成的台灣滾珠螺桿產業,受到的景氣衝 擊更加明顯。

早在美中貿易戰前,滾珠螺桿標竿廠商對 於全球製造及銷售的布局已經隨著客戶的需求分散在各個重要的地區,以便貼近當地的 需求。以市占率第一的THK為例,在全球的 製造基地已經有35個,分別在日本、歐美、 中國及其他亞洲四大區塊,針對不同區塊著 重的目標應用產業也不盡相同,例如在台灣 的目標市場是針對工具機產業,美國和日本 則是電子產業占較大份額,歐洲則是一般機 械的應用佔比較大,這些分散製造及應用產 業的效果,讓台灣市占率第一的上銀科技的 全球化布局也是朝向多地區和多種應用產業 的方式,目前除了中國之外,美國、日本、 韓國等國家都有生產基地,歐洲也有分公司 進行銷售及服務,即使如此,中美摩擦還是 造成了很大的衝擊。

製造業供應鏈的遷移間接影響滾珠螺桿布局
美中貿易摩擦對於公司的訂單、產能或營運造成影響,而影響主要來自於原物料價格 攀升、訂單或客戶流失及匯率波動,製造業 者已經或計畫採行相關措施,如調整營運或 採購供應策略、透過既有產線分散出口地移 轉訂單及改變投資、遷廠或服務據點策略, 因此對於零組件供應鏈來說,勢必也會被動 地跟著做出相對應的調整。

以滾珠螺桿應用占比最大的工具機產業來 說,DMG MORI已經評估要在印度當地生產 立式加工中心,並在2019年底開始於當地販 售,且將中國天津工廠因需求下降的多餘產 能銷售至印度;三菱電機在2018年9月將放 電加工機和雷射加工機的產線由中國大連移 回日本名古屋;津上機械也將自動車床的生 產線拉回日本;大偎也計畫投資在台灣興建 新廠房因應歐美的訂單,主要生產立式加工 中心及車床。

多數中國有設廠生產的工具機廠商會採取 在地銷售甚至外銷至美國以外的國家避免關 稅問題,藉由轉移目標市場來分散風險。這 波衝擊下首先受到注目的市場便是東南亞甚 至台灣自己。像是崴立機電在2019年初, 以12億元新台幣的投資金額通過「歡迎臺商 回臺投資行動方案」核准,計劃擴大在台投 資,於新竹縣新埔鎮購地新建廠房,程泰集 團也在大埔美園區建廠計畫加碼,投資額約 20億新台幣。

對於終端客戶的製造基地或是銷售市場轉 換,滾珠螺桿廠商也會隨之作出調整,像是 看好未來印度機械設備投資及汽車產業的潛 力,THK位於印度的工廠已於2019年動工, 做為LM線性滑軌的生產據點及車輛用零件, 初期將由日本進口零組件組裝後銷售;上銀 也在蘇州、台灣及日本購地以用於將來設廠擴充產能,因應各種產業的需求。

不論美中貿易戰後續如何發展,可以確定 的是資金將逐漸從中國抽離,依據終端應用 產業的不同分散至東南亞、墨西哥、印度甚 至是返回發展成熟的製造業經濟體,直到達 成新的全球製造分工平衡為止,這段兩到三 年的調整期對於台灣機械製造廠商來說,是 近年最嚴峻的考驗。

產品發展策略與趨勢
除了利用生產銷售端的策略佈局之外,因應 美中貿易戰所帶來的不確定性也需要靠滾珠 螺桿廠商本身產品的功能和技術確保在這種多 變的環境下屹立不搖。近年來,高速、高精及 高品質的加工需求不斷提升。尤其是在航太航 空、汽車工業、模具製造、光電工程和儀器儀 表等應用產業,為了實現高速或精密的加工, 除在機台設備之結構剛性進行加強設計外,必 須同時具備高速主軸系統和高速進給系統,才 能達到材料切削過程的高速化。

滾珠螺桿為其重要之相關傳動元件,在 技術上也不斷朝向高精、高速、高荷重及 低噪音的方向精進,還有為了克服加工時 產生的高溫,造成螺桿熱變形影響精度, 也有多種抑制溫度上升或是冷卻的創新產 品,加上客戶的生產設備也朝向工程集 約、節能輕量化的方向邁進,如何有效地 維持產品性能並減少體積和透過熱處理延 長產品壽命也變成滾珠螺桿產業的重點發 展趨勢,以下針對國際及國內標竿廠商之 產品發展驗證上述趨勢:

(一) 日本THK
目前滾珠螺桿市占率第一的日本THK針對不 同產業提出不同的解決方案,例如強調高速的SDA-V系列,其DN值(滾珠之公轉速度)最 高可達16萬,SDA-V系列也同時強調低噪音 和較舊款螺帽外徑尺寸縮減30%的優勢。而 SBN-V系列除了高轉速之外,特別強調滾珠 接觸點的油膜,讓滾動變得更滑順,平時潤 滑的保養頻率跟著降低,也一併提高了精度 和穩定度;針對塑膠射出機高負荷的需求, HBN-V系列高速高負重的特色能夠大大降低 生產時的效率和循環時間;另外隨著全電式塑 膠射出機漸漸崛起,為了解決能耗大的缺點, HBN系列隨之推出;針對機械手臂定位的精 度和靈活度,輕量化和低慣性的BNS-V滾珠 花鍵也出現在2018年11月的日本工具機展, 雖然THK為了搶佔中低階應用的市場,也提供 轉造級的滾珠螺桿商品像是BTK系列,DN值 可達10萬;而防塵滾珠螺桿則是運用兩種設 計,分別是運用樹脂薄膜(Film seal)防止異物 入侵螺帽和油封(Oil seal)式的方式,除了延長滾珠螺桿的壽命外,對於降低運作時的溫升也 有一定的幫助。

(二)台灣全球傳動
以轉造級滾珠螺桿聞名的全球傳動,透過 設備自主開發整合,提高生產效率並降低 生產成本,目前全球傳動透過轉造及研磨 兩種滾珠螺桿等級搭配內循環式、外循環 式及端蓋循環式螺帽組合成全方位的產品 線,而從近期推出的新品來看,研磨級滾 珠螺桿OFV 系列除了具有高剛性之外,外 循環雙螺帽的設計提升其穩定性、負載以 及使用壽命;OFV端蓋式循環除了達成高 速作動的需求,在靜音和防塵級和高DN值 的特色,適用於工具機、電子生產設備、 醫療設備等應用產業;OFU/OFI雙螺帽內 循環系列除了提升其穩定性、負載以及使用壽命還能達到節省使用空間目的,適合 內部空間較小的設備。

此外,全球傳動也針對感測及監控狀態及資訊回控的趨勢推出相關智慧產品,預計在 自動化展會中以動態形式展出。

(三)台灣上銀
另外在全球工業4.0的浪潮下,擁有智慧製 造元素的滾珠螺桿也是目前台灣廠商上銀科技 研發的重點,透過感測器監控螺桿的狀況即時 回饋使機台能夠提前有故障的預警及維修保 養,降低生產不良品的風險和成本。上銀在 2019年工具機「研究發展創新產品」競賽中 也以冷卻式C3滾珠螺桿獲得數值控制工具機 關鍵零組件類的優等獎,以及單進單出之流道 配置,可以避免冷卻液分流造成流量與流速降 低,藉此提高冷卻效果。搭配HIWIN開發的智 慧模組,可進行滾珠螺桿壽命預診與溫度偵 測,並可進而控制冷卻機運轉,可將溫度控制 在±0.3℃,不僅可讓加工件獲得更高的加工 精度,品質與良率也大幅提升。



系統化整合提升產品價值 掙脫貿易藩籬
全球製造業受到美中貿易摩擦波及,除了 放緩投資及生產的腳步外,也積極尋求更 為穩定的生產環境和市場。這個現象在貿 易戰爆發之前,其實已經存在,過去製造 業將產線轉移其他勞動成本較低的東協國 家,分攤政經風險,而貿易戰只是加速這 樣的供應鏈轉移,另一方面,客戶端也會 要求就近生產,縮短供應鏈以減少關稅影 響的趨勢下,既有供應鏈必然會造成很大 的破壞,但全球製造業的重組,也會創造 許多新的贏家。

短期來說,中國產線的外移並不會這麼容 易,尤其是較為複雜的供應鏈,原本在中 國的工廠會以尋求增加競爭力的方式,例 如從自動化生產到發展附加價值較高的產 品,對於台灣滾珠螺桿產業來說,藉由硬 體設備升級的需求打入中國市場是目前維 持市占率的方法,也可以藉由這個辦法排 擠掉品級較低的中國製品,強化其市場定 位。另外對於已經轉移或是計劃轉移的產 線,藉由觀察其終端產品的目標市場及供 應鏈或是相關生產設備(如工具機和橡塑膠 機等)廠商的投資布局,來決定後續的生產 銷售及服務據點的調整,如上述近期THK 在印度、上銀在日本的投資計劃,對於生 產設備的供應鏈,除了提供符合客戶需求 的產品之外,備品的更換及售後服務也是 需要優先考慮的重點。

目前全球製造業的低潮正是汰弱留強的時 機,台灣滾珠螺桿產業原先就有不錯的基 礎,也許有些低階產品避免不了強大的價格 競爭,但以優質產品搭配系統化的整合服務 來提升價值,對於中高階市場的需求也相對 具有優勢。​​​​​​​

潭興精工