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機器人將為製造業帶來新一波生產力

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科技產業資訊室 (iKnow) - 一心 發表於 2015年3月2日

波士頓顧問公司(Boston Consulting Group, BCG)預測,至2025年,高階機器人的應用將提高許多產業的生產力,最高可達30%,並降低一些國家至少18%總勞動成本,像是南韓、中國、美國、日本及德國。


根據BCG預測未來高階機器人概況:
# 2025年預測
1 高階機器人的應用將降低製造業總勞動成本平均減少16%,甚至有些國家最高可達30%。
2 高階工業機器人還可提升與美國相關的主要出口經濟最多5%的成本競爭力。
3 目前機器人只進行平均大概10%的工作。預測至2025年,機器人將為世界所有的製造業產業進行25%的工作。
4 點焊機高階機器人的成本降低了27%,從2005年的美金182,000降到2014年的美金133,000,預測2025年價格還會再減少22%。同時,機器人的效能(其他特色中的速度、彈性)很可能每年持續增長5%。價格與效能進步將大幅使機器人的成本效益超越許多產業的勞工。
5 當機器人的成本小於雇用一個人力的15%時,製造商便開始增加機器人投資。美國焊接點機器人每小時成本8美元,將取代每小時25美元人工。美國電子製造UR5 機器人每小時4美元,將取代時薪24美金的例行組裝工作。
6 機器人的效能(其他特色中的速度、彈性)每年持續提升5%,但成本價格持續下降
7 機器人的採用度因產業而異,運輸設備、電腦及電子、電機設備及機械工業在2025年預期將佔約75%的高階機器人安裝。屆時,機器人應該要能處理40%至50%的製造工作。而採用較緩慢的產業則為食品、塑膠、金屬製品及木製品,因薪資較低且工作的自動化接受度較低。
source:BCG, 科技政策研究與資訊中心—科技產業資訊室整理,2015/02

根據BCG新的研究,高階工業機器人已接近起飛點,不但可為許多產業促成新一波生產成長,還可提升與美國相關的主要出口經濟最多5%的成本競爭力。

BCG研究預測,在下個十年,工業機器人的投資將會大幅加速,從目前的平均2%至3%的年成長率增加到10%。因此,至2025年,世界前25大貨物輸出國的製造業總勞動力可能平均減少16%。視不同國家及產業而定,每人勞動產出可能預測提升10%至30%以上,超越其他典型的生產力來源。

節省最多勞動生產力的是率先採用工業機器人的國家,例如:南韓、中國、美國、日本以及德國。在2015年,納入高階機器人的因子,製造業勞動成本在調整正常通貨膨脹增加及減除其他生產指標後,預測將減少18%到33%。在中國,世界最大機器人市場之一,增加自動化可能彌補因工廠薪資快速增加及製造業勞工尋求不易造成的大部分競爭力成本損失。那些機器人投資落後及生產力成長不足的經濟體,未來十年內,競爭力很有可能進一步下滑,這些國家包括:法國、義大利、比利時及巴西。

BCG資深合夥人同時為2011年一系列由BCG出版的全球製造業經濟變遷共同作者Harold L. Sirkin指出:「當全世界勞動成本增加,製造業提高人員產出保持競爭力變的日益重要。公司正了解到機器人的進步及其他製造科技可提供一些急速提升生產力的最佳機會。」

這份機械報告包含於BCG正研究的高階製造業科技影響,其中還包括積層製造(3D列印)、數位製造以及工業網路。在一項基於至少年銷售額達10億美金的美國製造公司執行長的問卷中,72%受訪者表示,未來五年,公司將會投資額外的自動化或其他高階製造科技。

雖然工業機器人已被工廠應用幾十年,機器人目前只進行平均大概10%的工作。BCG預測,至2025年,機器人將為世界上所有的製造業產業進行25%的工作。

各因素的結合很可能使機器人在許多產業中於近期內起飛,其中一項就是成本的降低。例如:點焊機高階機器人的成本降低了27%,從2005年的美金182,000降到2014年的美金133,000,預測2025年價格還會再減少22%。同時,機器人的效能(其他特色中的速度、彈性)很可能每年持續增長5%。價格與效能進步將大幅使機器人的成本效益超越許多產業的勞工。

視覺感應器的進步、夾持系統(gripping systems)以及資訊科技正在驅動價格及效能的進步,使機器人更聰明、更高度連結以及更有用的應用在更大的範圍中。

BCG共同主導製造業運作計畫的合夥人Michael Zinse指出:「對於許多製造商而言,不願意讓機器人取代勞力的原因純粹在於經濟及技術限制。但自動化的價格及效能正在快速進展,五年到十年內,有關機器人在大多數產業的商業案例將變的引人注目,即便許多中小製造商也如此。」

當機器人更經濟實惠以及容易程式化,將會被小型製造商運用在更廣的領域。這將會擴張機器人市場並且將其更深入的整合至工業供應鏈中。

各國及產業廣泛運用機器人的轉折點將會不同,取決於薪資、生產力、勞工法規以及自動化工作的簡單程度。BCG預測,當擁有及操作系統的成本小於雇用一個人力的15%時,製造商便開始增加機器人投資。像是美國一些每小時成本8美元焊接點機器人但須每小時25美元人工的自動化生產的產業已達此一臨界點,若使用機器人,這項成本差異將會擴大。同樣的,在美國的電子製造,大約每小時花費4美元來使用UR5 機器人處理一些平均人力時薪24美金的例行組裝工作。

一些國家的製造商正以超越其他國家的速度安裝機器人。中國、美國、日本、德國及南韓購置了將近80%的機器人,此比例在未來十年仍會穩定。具競爭力的南韓以其勞工成本來看,為最積極的機器人使用國,與其他主要出口經濟國相較之下,進步將引人注目。南韓,在與不使用機器人的情形相比,經生產力調整的勞工成本(productivity-adjusted labor costs)在2025年將降低33%。南韓使用進階機器人會使成本減少,預測平均值為其他25主要出口國的雙倍。日本、加拿大、美國、台灣、英國及德國將因預期的投資及工業組合而節省成本至少20%。

不過有一些國家仍以相對慢的速度採用機器人。緩慢採用機器人國家,例如:墨西哥及印度,但由於未來十年成本仍低,所以不太可能失去太多的競爭優勢。但有些高成本經濟體,因不具彈性的法規而產生自動化取代人力的困難,使其緩慢運用機器人,如:比利時、法國、義大利及巴西,在過往十年,已看見他們相較於其他出口國的競爭優勢,已因成本上升及低生產力而慢慢消耗殆盡。

機器人的採用度將因產業而異。運輸設備、電腦及電子、電機設備及機械工業在2025年預期將佔約75%的高階機器人安裝。屆時,機器人應該要能處理40%至50%的製造工作。而採用較緩慢的產業則為食品、塑膠、金屬製品及木製品,這些產業薪資較低且工作的自動化將維持困難。不過有了技術的進步,機器人將會在這些產業占有更多的地位。

若國家產業政策未能因應智能自動化製造趨勢,未來製造在成本優勢將會更不利。不論目前現在是否為投資下一世代機器人的時機,全球製造業者應該開始要準備。它們必須了解成本及自動化技術在其產業正變化中,以及競爭對手的情形。它們必須開始為了新技能而訓練員工。即將來的機器人革命可能會重大重塑全球製造業的版圖。(1302字;圖1)

圖一、各國於2025年採用先進工業機器人可節省之成本比例
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參考資料: Takeoff in Robotics Will Power the Next Productivity Surge in Manufacturing (2015.2.10), http://www.bcg.com/media/PressReleaseDetails.aspx?id=tcm:12-181684

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