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產業技術評析

「新平庸」經濟趨勢對臺灣工具機於美國市場之啟示
發表日期:2016-01-13
作者:葉立綸(工研院IEK)
摘要:
美國商務部經濟分析局於2015年11月公佈第三季GDP成長率為2.0%,以及即將公佈的12月份失業率預估仍與10、11月相同持續維持5%,顯示近期美國市場已有穩步復甦轉好的現象......

全文:
一、前言

美國商務部經濟分析局於2015年11月公佈第三季GDP成長率為2.0%,以及即將公佈的12月份失業率預估仍與10、11月相同持續維持5%,顯示近期美國市場已有穩步復甦轉好的現象。然依據美國供應管理研究所(Institute of Supply Management, ISM)所公佈的美國2015年11月份全國採購經理人指數(PMI)為48.6,較10月指數大跌1.5,並跌破50的景氣榮枯分界線。同時根據最新公布11月經季節調整後之耐久財訂單數據扣除國防設備資本財訂單(雖其較10月大增44.4%)後仍呈現負1.5%,且核心耐久財訂單(排除運輸項目的非國防耐久財訂單)較10月減少0.4%,以及大型石油企業刪減資本支出預算,綜合上述情形發現美國製造業的投資意願呈現低迷,顯示未來美國工廠訂單月增率將可能由正轉負。

全球經濟在經歷一些經濟強權(如美、日)的寬鬆貨幣政策後,似乎走入通貨緊縮的陰霾。故此時全球經濟發展情境,已進入如同國際貨幣基金(IMF)主席拉加德(Lagarde) 於2014年底所提出的新平庸主義(New Medicore)。新平庸主義概念是以一個三低二高的經濟特徵描述未來世界經濟的發展趨勢,此三低分別為低經濟成長率、低利率與低物價,但相對整體的債務水準及失業率卻也頻創新高。同時此新平庸的經濟型態是屬於「長期持續停滯」有別於傳統經濟學所認知的週期循環,此經濟型態是由曾擔任過美國財政部長及哈佛大學校長的桑默斯(Lawrence Summers)所提出,其由三個主因所造成,分別為1.人口高齡化;2.貧富差距惡化與3.生產科技化,其中人口老化會直接造成需求減少與勞動力不足。哈立鄧特二世( Harry S. Dent, Jr.)於經濟大懸崖(The Demographic Cliff)的論點:「經濟體若沒有持續良性的人口紅利支撐,需求減少就會開始導致一連串的消費及投資不振,接著便會引起失業效應及導致最終的經濟低成長現象,故如無改善人口結構性的問題,整體經濟就會落入長期持續停滯的漩渦中」(引述張兆軒的全球低成長經濟趨勢)。因此,貨幣寬鬆政策始終無法真正改善實體經濟。同時該作者觀察到美國相對於日本與歐洲具有長期持續吸引全球年經優秀人才的優勢,正可以彌補人口紅利的流失。

在全球經濟發展進入持續低迷與人口結構失衡所產生的需求減少與勞動力不足的新平庸主義的經濟時代,若近期內經濟體未針對解決其結構性問題提出有效的政策,其經濟市場將無法走出長期持續停滯的經濟型態。然而對於美國市場而言,短期可透過外來人口移入改善其人口紅利流失,以減緩市場需求減少的問題。至於勞動力不足的問題,則會以自動化程度(如多軸與複合化功能)較高的設備以及彈性自動化生產系統等方式做為支撐其製造業之基石。

故在面對全球經濟進入新平庸經濟型態,短期內可期待的經濟體市場,美國應會是主要目標。因此,臺灣的工具機產業可先針對美國進口之工具機種進行分析,藉以了解美國製造業對於工具機產品種類的需求,進而研擬提升我國工具機於美國市場占有率的策略。

二、美國工具機市場分析

美國為全球大二大工具機消費市場,2014年的整體消費金額為80.6億美元,僅次於中國大陸。並從生產、進口與出口金額分析2012~2014年美國市場供需的情形可以發現,近三年美國工具機產值大約維持在49億美元,進口值則有些微趨緩的趨勢,約維持在63億美元,至於出口值的部份同樣也有些微趨緩的趨勢,約維持在37億美元左右。美國工具機市場需求主要以進口的產品為主,其進口依存度約維持在84%以上。而美國生產的工具機產值約有75%以上為滿足出口之需求,主要出口國家為墨西哥、中國大陸與加拿大。根據表1的數據結果,美國出口與進口比重分別超出七成五與八成四,顯示美國除了國內廠商(如HASS)所提供的產品滿足其工具機需求之外,同時也進口日本、德國、瑞士與義大利等國之中高階機種,以及臺灣與韓國之中階機種產品,以滿足美國汽車零組件製造等相關工具機應用產業之需求。再者,部份美國工具機銷售代理商均具有自動化生產之規劃與整合能力,因此其透過購買國外性價比高的單機整合至其所規劃之自動化生產線或生產單元(Cell),提供美國工具機應用產業所需的完整解決方案(Total Solution)。

此外,日本工具機大廠紛紛在美國汽車增產進而提振美國工具機需求的情況下,持續於美國本土擴大其生產規模,如DMG森精機(DMG Mori Seiki)計畫投資40億日圓擴增其位於美國加州工具機廠之產能,其目標於2015年將其年產能擴增1倍至1,000台,且製造產品的品項也將自現行的5種增加至7種,所增加的兩項產品分別為車床與低價切削機(machining center;MC)。Yamazaki Mazak計畫擴增其位於美國肯塔基州工廠產能,目標於2015年3月底將該座工廠月產能提高50%至每月200台的水準。因此綜合上述所示,提供美國工具機市場需求的來源共有三個方面分別為進口國外機台、美國本地工具機企業與國外工具機企業於美國當地設廠製造。

表1 2012-2014美國工具機產業供需分析(單位:百萬美元)
項目 2012
2013 2014
生產 4,983.2 4,956.10 4,900.40
進口 6,867.12 6,408.43 6,384.34
出口 4,000.39
3,814.55 3,699.82
市場需求 7,849.93 7,549.98 7,584.92
進口依存度 87.5%
84.9%
84.2%
出口比例 80.3% 77.0% 75.5%
資料來源:Gardner Publication(2015/04);美國海關資料庫(2015/08);工研院 IEK (2015/08)

三、美國主要工具機進口國家與機種之分析

美國長久以來為臺灣工具機產品的第二大出口國,分析歷年美國進口貿易資料發現,美國主要進口工具機之國家,如圖1所示,其中日本為美國第一大進口國,占美國2015年1~9月工具機的累積進口金額比重之32.50%,主要是以提供汽車產業以及航空器生產所需之機種為主;第二大進口國為德國,其進口金額占美國2015年1~9月工具機的累積進口金額比重的16.80%;而第三大進口國則為義大利,其進口金額占美國2015年1~9月工具機的累積進口金額比率之8.01%;而中國大陸則繼2011年之後首次超越臺灣為美國第四大進口國,其進口金額占美國2015年1~9月工具機的累積進口金額比重之6.73%;至於臺灣、南韓與瑞士分別名列美國第5、6與7大之工具機進口國,其進口金額分別占美國2015年1~9月工具機的累積進口金額比重之6.66%、6.18%與5.68%。

2008-2015(1~9月)美國主要工具機國家進口金額比率分析

圖1 2008-2015(1~9月)美國主要工具機國家進口金額比率分析
資料來源:美國海關資料庫(2015/12);工研院 IEK (2015/12)

再者,進一步分析歷年美國主要進口國之進口金額,如圖2所示,原先預期日本因美國對汽車產業及航空器所使用的工具機需求增加,導致從2015年美國進口該國之金額增加,然由於美國市場仍處於復甦不確定的情形下,截至2015年9月美國整體工具機進口金額是呈現衰減的趨勢,相較於2014年同期的衰退幅度為4.14%。美國2015年1~9月累積進口日本工具機的金額為1463.4百萬美元,相較於去年同期減少155.4百萬美元;美國2015年1~9月累積進口德國工具機的金額為755.9百萬美元,相較於去年同期減少15百萬美元;同樣地,在臺灣方面,美國2015年1~9月累積進口臺灣工具機的金額為300.0百萬美元,相較於去年同期減少23.4百萬美元;至於美國2015年1~9月累積進口義大利工具機的金額為360.9百萬美元,相較於去年同期減少10百萬美元;然而美國2015年1~9月累積進口韓國工具機的金額為278.7百萬美元,相較於去年同期增加4.6百萬美元;同樣地美國2015年1~9月累積進口中國大陸工具機的金額亦呈現增加的情形,其金額為303.2百萬美元,相較於去年同期增加至1.7百萬美元。因此,綜合上述分析得知,截至2015年9月,美國主要進口國之進口金額比重除了韓國與中國大陸是呈現增加之外,其餘各國相較於2014年同期則是呈現減緩的趨勢,其中累積進口金額減少最多的國家為日本。

另一方面,2015年1~9月美國整體工具機的累積進口金額為45.1億美元,其前三大進口金額比重的工具機種分別為綜合加工機、車床與非傳統加工工具機(如放電/雷射/超音波加工方式的工具機)。進口的金額分別為9.40、8.40與4.62億美元,其所占的比重分別為20.90%、18.60%與10.30%,如圖3所示。

2008-2015(1~9月)美國主要工具機國家進口金額分析
圖2 2008-2015(1~9月)美國主要工具機國家進口金額分析
資料來源:美國海關資料庫(2015/12);工研院 IEK (2015/12)
 
2015(1~9月)美國進口工具機機種金額分析
圖3 2015(1~9月)美國進口工具機機種金額分析
資料來源:美國海關資料庫(2015/12);工研院 IEK (2015/12)


四、美國工具機產品的需求趨勢

美國工具機產品主要應用的產業是以汽車、航空航太與能源產業為主。從2014年IMTS的汽車2025主題展可以發現,其主要展示的是一輛車身具有輕量化與高強度特性的SUV,並且預估未來汽車發展至2025年,汽車燃油的經濟性可以提升至每加侖行駛54.5英哩。因此,未來製造汽車的工藝與設備須滿足汽車產品所需之輕量化與節能的要求,因此沖壓製造技術的發展方向將致力於加工高強度與輕量化的零件。同時汽車動力傳動系統在成本壓力下其設計必然朝向更緊湊與高效能發展,故對於傳動系統中的每項零件,其噪音、震動與粗糙度(NVH)之規格會相對地更加嚴苛,因此汽車產業對於精密齒輪的需求會持續增加,如此齒輪加工技術的發展將會成為關鍵要素。並已有不少工具機企業以銑削加工中心取代齒輪加工專用機,其結構相較於齒輪加工專用機顯得簡易許多。例如,生產齒輪工具機的美國大廠Gleason與HELLER合作所開發臥式加工中心形式的銑齒機,適用於高效加工小批量的大型與中型螺旋傘齒輪。

航空航太產業的部份,從2014年美國IMTS展所展示的三架無人戰鬥機與NASA下一代空間站運轉機「追夢」號可以發現均使用複合材料,並且此戰鬥機可於12,000m的高空之最快飛行速度到達1馬赫,因此加工複合材料會是該產業在未來發展的關鍵因素。而現階段一般所使用的複合材料大致可以分為三類,分別為(1)鈦鋁合金:在提升飛機的效率下對於渦輪葉片採用鈦鋁合金做為材料是向前的重要一步,因此,在金屬切削的技術上帶來了極大的挑戰;(2)碳纖維複合材料:在A350飛機,超過2000個零組件均採用碳纖維複合材料(熱固塑料, Duromer)製成,超過3000個的零件是採用碳纖維複合材料製成(熱塑性塑料, Thermoplast),這些材料對於金屬切削操作的設計提出了嚴格的要求;(3)鈦基合金:在A350飛機,超過600個的零件是採用鈦基合金製成,在切削鈦基合金的情況下,刀片材料的選擇通常是受限於硬金屬工具,導致低的切削值。故對於加工航空航天零組件的機種如五軸聯動工具機、複合加工機、精密縱切自動車床與電化學加工機的需求將會增加。

能源產業的部份,美國近年對於開掘頁岩/緻密油和頁岩氣資源所需要的鑽具和泵方面產生極大的需求,同時對於把原油與天然氣產品輸送到發電站、化工生產商和港口所需的石油專用管材產品(管道)的需要更加急速擴大。故對於此種能源的開發將會帶動大型與重型的工具機之需求,其機種包含加工石油運輸管道的螺紋孔加工中心以及加工汽輪機零件所需的工具機。

五、IEK VIEW

臺灣工具機產業在規劃維持與提升美國市場策略時,長期目標可以注意下列三點:(1)未來製造汽車的工藝與設備須滿足汽車產品所需之輕量化與節能的要求,因此沖壓製造技術的發展方向將致力於加工高強度與輕量化的零件。(2)動力傳動系統在成本壓力下,其設計必然朝向更緊湊與高效能發展,故對於傳動系統中的每項零件,其噪音、震動與粗糙度(NVH)之規格會相對地更加嚴苛,因此汽車產業對於精密齒輪的需求會持續增加,如此齒輪加工技術的發展將會成為關鍵要素。(3)依航太零件材質(如複合材料)、構型與尺寸,以複合化加工技術取代多機分工模式,開發加工所需的工具機。
至於短期方面,臺灣工具機產業可針對美國工具機使用者喜好的產品特徵進行改善,以符合美國當地市場的需求,擴大市場的占有率。而符合美國市場之工具機產品特點可歸納六點,分別為(1) 大馬力、(2) 高速度 (主軸轉速及進給速)、(3) 操作方面喜歡附有程式製作軟體的彩色面板、(4) 高程式貯藏容量的控制器、(5) 機械結構脫離原德國及日本的複雜結構與(6) 控制器是以個人電腦架構 (PC Based)。

最後臺灣的工具機廠商應著實透過製程改善,使得產品的MTBF (Mean Time Between Fault)大於180天,以持續維持臺灣工具機產品核心競爭力「性價比」的優勢,迎合美國工具機客戶喜好購買價格好與品質佳的機器,如此方能面對美國客戶訂單之挑戰,保有臺灣於美國工具機市場的競爭力。

(本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師)

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更新日期:2019-12-18

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