來簡單理解一下CNC控制器、伺服產品公司,新代。這是一家剛興櫃的工具機關鍵核心零組件公司。
新代,目前,主要產品及服務涵蓋機床CNC控制器、工業AI系統、機械手臂數控軟體、伺服馬達、木工機控制器、自動化專機控制器,以及各式相關周邊和配件。新代在高精度控制技術和五軸控制器的開發上具有明顯的技術領先優勢,公司亦持續開發機械手臂單元及工業互聯網軟體,提供解決方案,以滿足優勢成本智慧製造之趨勢。此外,公司也陸續投入雷射精微加工設備及藍光雷射智慧焊接系統,往產業上游推進。
目前全球電腦數值控制(CNC)工具機市場有二大發展趨勢,一是標準規格的小型機種,藉大量生產、低成本之策略攻佔低價位市場;另一是藉技術層次生產高精密度及高品質之複合機種,以性能價格比佔有高附加價值市場;高附加價值機種未來將朝向高速化、多功能化、環保安全性、品質穩定性及產品可靠性發展,工具機業者莫不積極改善生產流程,並發展高速主軸轉速、高加工速度切削及高精密度之產品,以提升競爭力。
(1)控制器:
新代控制器產品主要應用於數控工具機,支持多種通訊格式,如Mechatrolink III / EtherCAt / RTEX 等最多可控制4個軸群,搭配完整多軸控制和多程序應用功能,提高機台靈活性,全新多軸群人機,滿足複合機同步加工需求。
控制器主要應用於精密零件生產,包含車床、滾齒機、車銑複合機、雙回授車床、五軸加工中心、綜合加工機、鑽攻機、雕銑機、高光機、沖床、磨床、彎管機等,涵蓋各種產業應用。
(2)伺服產品:
伺服產品做為工具機動力來源,搭載多種類型電機之驅動功能,並支持多元編碼器通訊介面,透過高速串行通訊與上位控制器整合,達成精準快速的加工效果。
新代除開發主軸電機、軸向電機外,也投入在驅動器及編碼器開發,搭配控制器產品給予客戶完整的工具機解決方案。
(3)智慧製造產品:
產品包含生產設備、資訊設備及應用軟體;生產設備以機械手臂為主,如:夾爪取件關節機器人、SCARA 機器人、視覺辨識協作機器人等多種類型;資訊設備則包含無線聯網模組、SMB及Server;應用軟體則是新代自行研發之智慧工廠軟體。除針對客戶單一需求進行銷售外,尚可 依照客戶產品進行生產單元建置,甚至提供智慧製造整體解決方案。
(4)其他:
為面向半導體業及其他電子產業需求,預計發展雷射精微加工設備及藍光雷射智慧焊接系統,搭配機聯網技術,實現智能互聯。
控制器
如果把工具機當成一個人來看,電腦數值(CNC)控制器的角色就是人的頭腦,馬達與驅動器就如同一個人的手、腳,結構就如同身體,感測器就像人的感官知覺如聽覺與觸覺等,而通訊就如同神經般將知覺傳回給大腦進行判斷與決策。如果工具機能感知外界的訊號如位置、溫度、振動、聲音等,就能使工具機適應外界的變化做出較佳的決策,這樣相對地工具機就會有更高的價值。
CNC車床的原理在控制器輸入預備的程式碼,控制器會將程式資料轉換成動作訊號來驅動伺服馬達、電控系統與回授系統,使工具機可以進行加工。打開CNC車床的背面,可以看到密密麻麻的訊號線,控制器透過這些訊號線傳遞數位訊號到驅動器,驅動器再將數位訊號轉換為電壓訊號帶動伺服馬達。
目前控制器約佔25%成本。
全球工具機產業
工具機按加工方法可分為銑床、車床、磨床、鑽床等,同時透過伺服電機提供動力進行運轉,新代科技則是提供其中數值控制器及伺服驅動的翹楚。根據工研院產科國際所資料,預估 113 年全球工具機產值為 829 億美元,較 112 年成長 5%。
以應用來看,工具機主要是應用在
(A)車用產業佔41.9%:汽車產業分工完整,零件及工序繁多,需要大量工具機應用;同時,電動車興起,帶動產業趨勢及工藝改變,對於工具機需求顯著改變,例如:多工切削加工中心機、複合式加工機台、自動化專機等。
(B)機械工程佔23.3%:機械工程走向模組化設計趨勢,包括零組件通用化及設計過程中的軟體模組化。
(C)金屬加工佔11.7%:機器人導入與自動化設備已成為金屬加工產業之顯學,透過自動化提高生產率並降低勞動成本,同時利用機器人執行銲接和切割等關鍵工站,降低人工操作失誤及危險性。
(D)航太工業佔6.1%:因應產業特殊性需求,高精度、大尺寸、多維度及特殊材料切割,工具機勢必要具備高速、高精度及高靈活性等特點,例如:五軸加工中心機、複材專用五軸高速龍門、立式車銑複合機等。
(E)能源產業佔3.3%:缺電、減碳議題帶動替代能源議題興起,太陽能、風能及水能等發電及儲能設備製造,皆帶動工具機產業發展,同時也可以透過大數據分析技術,強化生產過程並減少資源耗費,達到減碳的疊加效果,主要應用工具機為龍門車銑複合機、大型立式車床等。
(F)其他佔13.6%:生成式 AI 問世,提升產業對於半導體相關設備及零組件需求, 包含半導體研磨切割機、晶圓雷射鑽孔機、精密零組件加工機等,進而推動超音波加工機、臥式加工中心、高精度立式加工中心等需求。
台灣工具機產業
台灣工具機產業上中下游零組件供應鏈相當完整,群聚效應佳,發展深具潛力, 工具機產業之發展過程約為下列幾個階段:
A.民國 60 年以前為自力更生時期,大多以抄襲為主,僅能生產低精密度、耐用性低, 人工操作之傳統工具機。
B.民國 60-70 年之間為 CNC 工具機奠基時期,在民國 63 年,國內業者相繼發佈 CNC 車床及 CNC 銑床開發成功。
C.民國 70-75 年為 CNC 工具機拓展期,我國資訊工業逐漸起飛,許多工具機製造廠投入生產 CNC 工具機的行列,產製各型 CNC 工具機。
D.民國 76-82 年為 CNC 工具機轉型期:於民國 76 年初,美國以國防安全及商標涉訟案等為由,實施自動設限配額制(VRA),國內業者重新研擬國際行銷策略以開發歐洲及亞洲市場,使得工具機業的發展邁入新的市場。
E.民國 83 年以後 CNC 工具機進入穩定期,美國自動設限(VRA)解除,除持續開拓現有市場外,更可在美國市場一展身手。
F.民國 86 年開始,工具機發展趨勢,已分成兩級化發展,一是高速標準泛用化(經濟型);另是多功能高科技複合型工具機。前者以台灣及韓國與日本大廠在海外建立 OEM 體系為代表,後者以日本及德國為代表。自 86 年開始泛用經濟型工具機,面臨自始以來最激烈的價格競爭,且一些日本製的市場也遭分食,但工具機終究屬中長期耐久生產工具,經三年間整合,一些體質或經營方式不善者,也在此時遭淘汰, 更使體質好的廠家在市場定位更鞏固。
G.民國 88 年開始,工具機廠家大舉開始強食中國市場,主流是來自台商及台商與第三國有合作關係之下游廠家,赴中國投資之故。雖在”戒急用忍”政策下,但許多工具機製造商已或多或少在中國設廠或設點先行卡位。
H.自民國 90 年開始部分加工業已在中國大陸投資設廠,中國大陸除了生產供應海外市場之外,亦因其經濟逐漸走強,內需市場亦有強勁的需求。台灣工具機產業面臨了國際市場競爭激烈的情勢,業界選擇以產業轉型升級來因應,政府亦設置「研發 聯盟」等計畫辦法,提供和促進業者間產業合作,結合產官學研的能力共同發展台灣工具機產業。
我國過去多年來的工業發展與機械工業的成長有著密切的關聯;近年因半導體、 資訊電子等高科技產業發展擴大了國內機械工業的內在需求,進而帶動機械工業的發展;為因應開發中國家如中國、中南美洲與印度的經濟發展帶動對工具機之需求,國內工具機業者已成立「精密機械研發中心」,並與工研院機械工業研究所技術合作,合力推動精密機械產業技術的研發工作;另外經濟部所擬定「亞太製造中心推動計劃」 中,精密工具機也被選為具有高附加價值之新興科技產業,在業者與政府及研究單位合作下,未來工具機產業應有更佳之發展前景。
在工具機產業發展主要有四大技術趨勢,
第一、綠色與低碳化:淨零排放議題在全球持續熱議,企業在推動碳中和的過程中,不只從設計端就要開始規劃,產品在製造端也要調整,配合綠色製造。以工具機而言,其在用電量設計上,包括馬達、潤滑或冷卻等零組件,都要修改,這將是另一波商機。
第二、數位技術普及化:本趨勢首重數位分身(Digital Twin),指在資訊化平台內類比物理實體、流程或者系統,類似實體系統在資訊化平台中的雙胞胎。借助於數位對映,可在資訊化平台上了解物理實體狀態,甚至可對物理實體裡面預定義的介面元件進行控制。
第三、製程複合化:多軸化(四軸或五軸)與複合加工是當前工具機重要發展趨勢。使用多種不同加工方式與積層製造等,對工件持續進行加工甚至是線上量測,其目的除可減少工件上下料時間,也避免因工件在不同機台間裝卸,導致加工精度變差。
第四、結合機器手臂發展:台灣工具機產業在全球占有一定地位,對於工具機整合機器手臂的應用一直都有很高的需求。透過機器手臂結合製程應用、解決終端使用者的痛點、提高整體系統效益,成為主要發展方向。加上近年疫情衝擊,許多企業加 速調整生產策略,希望透過標準化、自動化、智慧化、數位化的技術應用,快速完成遷廠、實現分散式製造,達到在地生產、減少物流和進出口成本的目標。
依據海關出口統計資料,2023 年 1~12 月台灣工具機總出口值達 25 億 9,943 萬美元,較上年同期減少 14.0%,其中切削工具機為 22 億 0,411 萬美元,較上年同期減少 13.3%。而成型工具機出口額為 3 億 9,532 萬美元,較上年同期減少 17.7%。
依出口國家排名,2023 年 1~12 月中國(含香港)排名第一,出口值 7 億 119 萬美元, 占總出口 27.4%,較上年同期減少 11.9%。
美國居第二位,金額為 3 億 7,781 萬美元,占出口 14.5%,較上年同期減少 15.1%。 土耳其居第三位,金額 2 億 8,979 萬美元,占 11.1%,較上年同期成長 13.9%。印度居第四位,金額 1 億 2,068 萬美元,占 4.6%,較上年同期成長 29.1%。荷蘭居第五位, 金額 8,434 萬美元,占 3.2%,較上年同期減少 22.4%
其餘依序是:德國占 3.0%,減少 1.2%。義大利占 2.8%,減少 29.8%。越南占 2.7%, 減少 39.0%。泰國占 2.6%,減少 23.2%。日本占 2.6%,減少 15.4%。。
更進一步分析,台灣工具機 2023 年出口減少約 4.23 億美元,出口減少代表性市場,中國佔 27.4%,美國佔 14.5%,土耳其佔 11.1%等。
依切削工具機機種別分析,放電加工、雷射加工等非傳統工具機等減少 8.3%,綜合加工機減少 16.5%,車床類減少 4.9%,鉆床、搪床、銑床、攻牙機械類等減少 22.0%, 磨床類減少 21.8%。刨、鋸、拉製、齒輪機械類減少 8.1%。在成型工具機部份,鍛壓、 沖剪機械類與上年相比減少 16.5%,其他成型工具機減少 21.9%。
中國工具機產業
作為全球製造大國,產業需求推升工具機發展及應用的腳步相對大。 中國產業調研機構指出,由於疫情影響及能源供應限制,109 年中國數控工具機產業規模為人民幣 2,473 億元,隨著疫情趨緩,110 年增長為人民幣 2,687 億元,111 年則為人民幣 2,957 億元,112 年及 113 年持續增長中。
根據中國國家統計局數據,110 年中國工具機數控化程度約為 44.9%, 相較日本(90%)、德國(75%)及美國(80%)仍有一段差距,所以在「中國製造 2025」戰略綱領中明確提出:2025 年中國的關鍵工序數控化率將提升到 64%;111 年中國數控工具機約 57.2 萬台,按此推算,114 年中國數控工具機產量約為 35.6 萬台,機台保有量則為 300.8 萬台。
工業機器人產業
根據「Mordor Intelligence」113 年 2 月出具之研究報告指出,113 年工業機器人市場規模為 425.9 億美元,預計 118 年將達到 798.7 億美元,在預測期內(113-118 年)複合年成長率為 13.40%。
工業機器人大致可分為:多關節機器人、平面多關節(SCARA)機器人、 並聯機器人、直角座標機器人、圓柱座標機器人以及協作機器人。工業 4.0 及智慧製造刺激了協作機器人和人工智慧機器人等新技術的發展,使各行業開始將機器人應用至生產流程中,藉此提高效率、降低人為錯誤及減低工傷發生。預計到 114 年,協作機器人將占工業機器人總銷量的 34%(根據國際機器人聯合會 (IFR) 的數據),並應用於塑膠、食品和消費品、半導體和電子、生命科學等行業。
中國工業機器人產業
隨著人口紅利消失,智慧製造逐漸成為中國製造業的顯學,尤其 110 年中國工信部聯合十五部門發布的「十四五機器人產業發展規劃」大舉推動工業機器人產業發展,工業機器人逐漸廣泛應用於各種勞動密集產業;同時,3C 領域、新能源汽車及機械加工的產業需求應用更進一步推升工業機器人需求增長。
按中國產業調研機構整理分析,工業機器人市場規模自 113 年到 116 年皆為正向增長。
產業上、中、下游之關聯性
電機機械產業主要分為上游元件及下游機械設備,新代主要係針對下游機械設備應用進行控制器及伺服馬達開發及銷售,同時,提供工業機器人、智慧製造解決方案。
A. 上游電機機械業上游元件廠商的目標客戶多為下游的工具機及相關設備產業為主,上游元件商的客戶基礎較下游廠商更大,尤以當景氣向上循環周期時, 零件商的營運成長動能較下游為高;新代之控制器及伺服產品即屬於上游產品。
B. 下游電機機械下游產品涵蓋各類機器設備及零件,惟本新代無銷售單一特定用途之機器設備,係透過手臂機械單元、工業互聯網軟體等產品,提供電機機械設備廠商智慧製造解決方案,藉此提升客戶生產效率、產品質量,進而優化成本。
新代,是一家CNC控制器、伺服產品公司。2023年ROE為22%,毛利率為41%,資產負債率為58%。公司銷售產品以控制器佔42%,伺服產品佔54%,智慧製造產品佔2%,其他佔2%。以毛利率看,控制器毛利率為33%,伺服產品毛利率為49%,智慧製造產品毛利率22%,其他毛利率為31%。銷售區域以亞洲佔96.2%,內銷佔3.2%,美洲佔0.2%,.歐洲佔0.4%。中國為新代主要銷售市場,惟東協、印度及土耳其營收占比則是逐年成長。新代科技全球客戶超過4,000家,前80%營收客戶超過500家。新代在高精度控制技術和五軸控制器的開發上具有明顯的技術領先優勢。公司研發費用佔營收比例為11.5%。
以電機機械產業鏈而言,近年, 馬來西亞、土耳其、印度及墨西哥逐漸發展為潛力市場,新代團已陸續在馬來西亞及土耳其建立子公司耕耘當地商機,也在 112 年 12 月正式成立印度子公 司進入印度市場。
競爭
目前由於全球工具機在國際市場上,其供應面仍大於需求面,是典型的買方市場。
長期以來 CNC 控制器幾乎都是被四家公司壟斷,包括日本發那科 (FANUC) 、日本三菱 (MITSUBISHI)、德國西門子(SIEMENS)、德國海德瀚(Heidenhan)等四家公司。另外,在中國,廣州數控也加入競爭。工具機市場主流,雖以日系、德系廠牌為主,惟新代緊追其後;同時,透過提供智慧製造解決方案,創造差異化價值,逐步擴大市場占有率。
在世界工業機器人業界中,以瑞士的ABB、德國的KUKA、日本的FANUC和Yaskawa最為著名。
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