2023年自動化設備市場與大廠布局趨勢

自動化從疫情至今大幅成長，2021年全球工業(yè)自動化市場規(guī)模估計為1966億美元，到2030年將擴大到超過4,128億美元，并有望在2022年至2030年的預測期內以8.59% 的復合年增長率（CAGR）成長。

同時，實時數(shù)據(jù)分析隨著數(shù)據(jù)量的提升、消費者對企業(yè)使用其行為數(shù)據(jù)的接受度增加，以及對工業(yè)自動化中預測性維護需求崛起下大幅成長，實時數(shù)據(jù)分析有助于制造期間以更高的效率獲得營運洞見，吸引如機械制造、石化、航天、國防、電子產品、汽車、制造等產業(yè)投資相關技術與設備；而亞太地區(qū)在全球工業(yè)自動化市場中占有相當市占率，部分調研機構預期該地區(qū)將保持市場主導地位。原因在于印度和印度尼西亞等新興國家的經濟成長，使得應用領域逐年增長。


 
圖1 : 產業(yè)轉型使全球自動化市場高速成長。（source：Precedence Research）

此外，企業(yè)對于智慧設備的掌握程度提升，使得工業(yè)自動化監(jiān)測技術崗位應用更加頻繁，企業(yè)隨時能實時掌握溫度、電流、電壓、速度、振動等變量，加上設備維護開發(fā)與資產管理軟件與解決方案逐漸普及，允許更高的效率和更高的自動化，這樣的趨勢涵蓋輕工業(yè)與重工業(yè)，從紡織到電動車，無不提升自動化能力。

工業(yè)機器人、計算機視覺系統(tǒng)、人機接口、傳感器、3D打印、工業(yè)計算機等軟硬件在產業(yè)大量轉型需求下正在快速融合，連帶使得相關業(yè)者，例如ABB公司、艾默生電氣公司、發(fā)那科、通用電氣、Honeywell、三菱電機、Rockwell、施耐德電氣 、西門子、橫河電機、奧姆龍公司成為最大受益者。

云端供貨商成為企業(yè)自動化重要推手
一般而言，制造業(yè)轉型的方式：由大型業(yè)者往中小企業(yè)擴散、由先進制造朝向傳統(tǒng)制造發(fā)酵。狹義來說，自動化產業(yè)并不會將云端業(yè)者包含進去，但當前許多數(shù)據(jù)皆能上云處理與分析，許多自動化業(yè)者如西門子、ABB等也開始與大型云端企業(yè)合作，而云端企業(yè)的客戶也能從大型自動化企業(yè)身上受益。其中又以AWS、Microsoft、Google、IBM四家業(yè)者囊括全球云端市場50%以上的市占率為主，這四家業(yè)者基于云端垂直領域的解決方案不斷推陳出新，提供從IaaS、PaaS到SaaS的一體式服務，并讓自動化解決方案嵌入其中，擴大其服務范疇。

云端之所以在自動化轉型中扮演重要角色，第一為能夠提供企業(yè)完整的IT運算平臺，并且隨用隨付模式下，企業(yè)不需要花費過多IT維護預算就能得獲得各種完整服務，大幅降低維護數(shù)據(jù)庫的成本，將本身有限的人力專注于其他高附加價值活動上。第二是能夠彈性調整，隨著企業(yè)成長，逐漸累積的數(shù)據(jù)量將淹沒原先的使用空間，而透過更改云端服務類型，企業(yè)可從不同類型或容量的主機方案進行挑選，增加企業(yè)IT的敏捷性。最后是由于互動方式改變以及實體活動減少，企業(yè)因此加速轉型，數(shù)據(jù)種類將快速成長，數(shù)據(jù)型態(tài)將從文字，轉為文字加圖文件、超鏈接等樣態(tài)，如何整合多元數(shù)據(jù)并加以分析，以及應用在營運洞察。


 
圖2 : Honeywell將解決方案與整合至AWS云端。（source：Honeywell Cloud SCADA）

前述云端業(yè)者提供一較為一體化（General）的解決方案。而在較為利基的市場上，則由自動化大廠提供，如Honeywell整合自身硬件與AWS軟件，提供如數(shù)字分生、MES、IIoT平臺、無人機隊等服務，并針對特定次產業(yè)，如電子制造、化工能源、航天、自駕車產業(yè)等進行客制化。這些自動化業(yè)者本身具備豐富轉型經驗，對于領域知識（Domain Know-How）的掌握度也較為完整，與云端企業(yè)合作具備相當綜效，未來預計有更多大型自動化企業(yè)會與這些云端業(yè)者合作，大者恒大的趨勢將更加明顯。

ABB從底層展開數(shù)字轉型
起源于瑞士，專精于自動化、智能制造的ABB以機器人產品著名，當前已是全球四大機器人龍頭企業(yè)之一，與德國庫卡（KUKA）、日本發(fā)那克（FANUC）、安川電機（Yaskawa）齊名，在營運流程上，公司采用精實六標準偏差法（Lean Six Sigma）-以顧客為核心、不斷改善產品/服務質量以消除浪費與降低變異。

雖然精實六標準偏差法讓ABB有效運作數(shù)十年，但在數(shù)字經濟的浪潮下仍稍嫌不足，由于事業(yè)體規(guī)模龐大，不同地區(qū)的多個工廠與整理供應鏈的信息流通經常發(fā)生延遲與信息不完整的情形，因此如何從底層展開流程探勘確實有其必要。公司的轉型愿景相當明確：讓流程透明，故能從找到問題轉為預測問題，各端流程數(shù)據(jù)的整合將有助于集團對于動見解讀的一致性（Single-Truth）。

 
圖3 : ABB與Celonis合作進行企業(yè)內部流程探勘。（source：ABB）

ABB的做法有二。第一，由于集團的價值鏈（Value Chain）相當龐大，讓營運部門與質量部門的一線員工直接分析各流程節(jié)點中的差異情況是最有效率的做法，例如在財務部份，由于公司全球采購與付款流程牽涉到不同種類的ERP系統(tǒng)，許多信息處于信息孤島（silo）狀態(tài)，公司必須先厘清究竟有多少財務流程數(shù)據(jù)、多少人使用這些系統(tǒng)，將訂單、付款、客戶服務等面向一一拆解，由于數(shù)據(jù)本身并無價值，加上多數(shù)IT人才著重的面相為「系統(tǒng)、網絡與數(shù)據(jù)庫管理」，單靠傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)（MIS）與網絡管理人力就要從巨量數(shù)據(jù)中獲得洞見與找到問題實有困難，因此在爬梳完各種數(shù)據(jù)后，是時候尋找外部協(xié)作伙伴了。

第二，由于ABB當前的數(shù)字工具不足以支持龐大的流程探勘，因此公司轉而尋找外部解決方案業(yè)者支持，經多次評估后，ABB選擇與德國數(shù)據(jù)處理公司Celonis合作，Celonis最擅長的為商業(yè)流程挖掘（Process Mining）技術，從公司個事件中萃取數(shù)據(jù)進行算法分析，除ABB外，其客戶還有西門子、3M、BMW、萊雅、通用汽車等，目前公司估值已達100億美元，早已加入獨角獸行列。ABB成功藉由Celonis的流程挖掘技術打破數(shù)據(jù)孤島，整合全球財務數(shù)據(jù)并針對不同商業(yè)流程（訂單、采購、付款）進行優(yōu)化。

智慧物流與倉儲成為2023年主要成長市場之一
當前建立數(shù)字供應鏈已經是全球制造業(yè)管理階層積極開展的策略，希望企業(yè)在面對重大突發(fā)事件沖擊時，能夠藉由快速資源整合、供應鏈上中下游伙伴協(xié)作而彈性應對沖擊，促使企業(yè)能在短時間內迅速轉向其他替代方案，如移轉生產基地或尋找替代市場，將突發(fā)事件造成之風險降至最低，甚至快速恢復原先的營運狀態(tài)。

在建立韌性供應鏈的過程中，「備援能力」更顯重要，所謂備援能力指企業(yè)透過實時反應機制，在遭遇沖擊時能夠自主分散生產、部署倉儲據(jù)點或預先尋找其他替代料源，同能夠快速計劃第二、第三個替代生產基地，透過智能系統(tǒng)來整合物流、人流、信息流、金流等項目，提升預測與反應能力。在備援能力的條件下，企業(yè)面對風險的響應速度應愈快愈好，例如建立供應鏈信息串連機制，一旦風險發(fā)生，即可透過信息共享在最短時間掌握風險，同時啟動相關避險措施。

同時，對供應鏈主管而言，勞動力高齡化與勞動人口減少也是業(yè)者投入倉儲自動化的主要原因之一。在市場地域分布上，受惠于龐大人口紅利、代工產業(yè)聚落與電商蓬勃發(fā)展，亞洲區(qū)成為全球智慧倉儲成長最快之地區(qū)。電子制造、汽車制造、消費性產品等國際大廠皆在亞洲設立大量工廠與倉儲中心；在疫情前，原先由「亞洲制造供應全球」，現(xiàn)在則逐漸轉為「亞洲制造供應亞洲市場」。加上各國數(shù)字基礎建設程度不一，業(yè)者若要建立地區(qū)制造中心，可能面臨數(shù)據(jù)傳輸速度延遲、網絡標準不同、當?shù)貜S商競爭，以及法規(guī)相關障礙。因此，在地制造是智能工廠為主角，但要在地供應市場，智慧倉儲的部署是企業(yè)投入供應鏈轉型與在地制造的關鍵要素。


 
圖4 : 海爾的自動化轉型從工廠到物流皆涵蓋其中。（source：HBS Digital Initiative）

家電大廠海爾電器應可作為部署智慧倉儲的參考，歷經中美貿易沖突與疫情沖擊后，公司將其全球供應鏈策略由長鏈改為混合鏈型態(tài)，北美市場由美國工廠（區(qū)域制造中心）供應，其位于美國的九家工廠在過去數(shù)年間投入七億美元于智慧倉儲，引進大量無人搬運車（AGV）、自主移動機器人（AMR）等設備，取代過高的人力成本，應用于揀貨、包裝、出貨等重要流程。

無獨有偶，瑞典IKEA在全球擁有眾多智慧倉儲，包含大量的智慧輸送帶與自主移動機器人，近期還部署無人機用于掃描二位碼盤點貨物。此外，由于智能倉儲會產生大量數(shù)據(jù)，因此加入算法工具用于分析預測也是業(yè)界常見做法，包含Dell、HP等大廠在智能倉儲中善用算法進行存貨預測，進行產能調整。這些業(yè)者投入大量資源的原因，不外乎為應對在地制造與就地供應市場的需求。

結語
不論產業(yè)未來要應對數(shù)字化的沖擊、商業(yè)模式的變革，乃至極端氣候的因應，都少不了自動化技術，且在數(shù)據(jù)吞吐量越來越大的局勢下，企業(yè)必須做好營運流程的整備，才可能在未來用數(shù)據(jù)應對更大的議題或外部挑戰(zhàn)，這也是托馬斯．戴文波特強調企業(yè)應「由內而外」改善營運流程的重要性，也呼吁了未來許多企業(yè)有極大機率轉為提供數(shù)字產品與顧問服務的平臺型企業(yè)的事實：良好的內部流程方有本錢在數(shù)據(jù)經濟下進行各種創(chuàng)新，甚至成為至企業(yè)間合作的基石。

不論是元宇宙帶來的龐大虛擬市場也好，或是量子計算機將改變企業(yè)運算與分析能力也罷，甚至是現(xiàn)在受OCED與政府強調的氣候科技/農業(yè)科技/食物科技，企業(yè)皆需追求營運流程上的順暢、打好數(shù)字基礎建設的功底，才能在虛實整合的產業(yè)環(huán)境中能有更多發(fā)揮。