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工具機產業的精實變革4.0

為了解決工業局AI補助的問題，作者劉仁傑,巫茂熾 這樣論述：

投入精實系統研究超過數十年的兩位作者， 以其推動工具機等產業精實變革經驗， 分享從精實變革到精實智慧製造的導入實務。 　　從精實變革邁向精實智慧製造 　　工具機產業所在之機械產業位居台灣４大兆元產業之一， 　　也是極少數具產業群聚、短鏈優勢，有機會與德日齊名的本土產業， 　　亦為推升台灣經濟成長的重要命脈之一。 　　本書由東海大學精實系統團隊學者，聚焦工具機產業特性與發展歷程， 　　提出七項精實變革的理論與程序， 　　再精選工具機產業熟悉的七個主題，作為實踐精實變革的具體方法。 　　智慧製造浪潮近十餘年來已儼然成為產業顯學， 　　對於發展超過70年的本土產業來說，是危機也是轉機， 　　尤其

在經歷過疫情蔓延重創經濟發展的挑戰後， 　　智慧轉型更顯為產業能否再創下一波成長高峰與榮景的關鍵， 　　作者提出精實智慧製造，期盼能協助產企業， 　　尤其是工具機產業，提出轉型動能與解方。 各界專家讚聲推薦 　　經濟部工業局局長／呂正華 　　臺灣工具機暨零組件公會理事長／許文憲 　　財團法人中衛發展中心企業輔導部總監／樊秉鑫 　　台中精機廠股份有限公司董事長／黃明和 　　友嘉實業集團總裁／朱志洋 　　上銀集團總裁、臺灣工具機暨零組件公會名譽理事長／卓永財   作者簡介 劉仁傑 Ren-Jye Liu 　　日本神戶大學經營學博士，現任東海大學工業工程與經營資訊學系暨研究所教授、東海大

學精實系統團隊核心成員。曾任日本大阪市立大學商學部客座教授、美國賓州大學華頓商學院訪問學者。中文及外文著作十分豐富，著書五度獲得「經濟部金書獎」，包括《日本企業的兩岸投資策略》（聯經）、《重建台灣產業競爭力》（遠流）、《企業改造》（中衛）、《共創》（主編，遠流）、《世界工廠大移轉》（合著，大寫）。長期致力於精實系統推動、台灣製造產業體系變革暨台日商策略聯盟研究，經常應邀到國內外大學、大型企業，講授追求物質文明與精神文明的製造管理理論與實務洞察心得。 巫茂熾 Mao-Chih Wu 　　東海大學精實系統團隊核心成員、資深顧問。歷任連豐機械設計工程師，友嘉實業研發部課員、課長、經理、協理、事業

部副總經理等職務。 　　彈性製造系統的主導性新產品、五軸加工技術暨加工機業界科專等專案計畫主持人。 　　近年積極致力於精實製造與客製化管理、精實智慧製造、產品開發管理與電腦系統導入之實踐研究。   出版序／謝明達　 推薦序 從精實變革到數位轉型／呂正華　 後疫情時代，工具機產業風雲再起的關鍵！／許文憲　 「創造價值」才是迎戰數位時代的關鍵／樊秉鑫　 一路走來始終如一／黃明和　 精實變革 最佳範本／朱志洋　 升級轉型 提升價值／卓永財　 序　章 迎接工具機生產典範變革與智慧製造的挑戰 　 PART01 精實趨勢篇 第 1 章 世界生產方式的變遷與潮流 第 2 章 回歸原點

實踐精實變革　 PART 02 變革程序篇：7個程序 第 3 章　 意識改革 凝聚共識　 第 4 章　 以5S奠定精實變革基礎　 第 5 章　 加工作業的流程生產　 第 6 章　 裝配作業的合理化　 第 7 章　 標準作業改善　 第 8 章　 以人為核心的工作模式　 第 9 章　 組織管理及經營策略的調適 　 PART03 變革實踐篇：7個主題 第10章 變革成功的法則　 第11章 加工流程化追求有效配套　 第12章 裝配節拍化 驅動製造變革　 第13章 精實變革的供應鏈管理　 第14章 精實變革與製造資訊的關鍵密碼　 第15章 精實變革的資訊科技應用　 第16章 精實變革的策略管理　

PART 04 他山之石篇：3 家頂尖日本企業的實地觀察 第17章 高松機械工業株式會社　 第18章 天田株式會社　 第19章 西鐵城精機宮野株式會社 　　 PART 05 精實智慧製造 第20章 精實智慧製造的共創平台與核心主張　 第21章 顧客價值觀點的智慧機械　 第22章 台灣機械產業的轉機與挑戰　 後記　 參考文獻　 前言 迎接工具機生產典範變革與智慧製造的挑戰 　　精實系統（Lean System）源自豐田汽車的TPS（Toyota Production System），已經成為全球產業界的顯學。台灣工具機產業是少數能夠結合台灣產業群聚優勢，與德日齊名的本土產業。工具機產業受

到精實變革風潮影響雖然比較晚，但實踐成果在日本已經廣為周知，台灣則在2006年以後日漸普及，後續發展受到舉世的關注。 　　台灣機械工業歷經60年的發展，從早期的機械裝配、維修及複製，迄今已邁向自主研發設計、生產與行銷。機械工業在我國經濟發展上扮有舉足輕重的角色，機械工業中最具代表性的工具機產業，與資訊工業及半導體工業並列我國3個最具國際競爭力的產業。台灣工具機產業是極少數沒有依賴國外技術，結合台灣產業社會特質，發展成具有國際競爭力的本土產業。 　　☉台灣工具機的崛起與昌盛 　　1980年代台灣工具機在國際間嶄露頭角，截至2007~08年間，維持了20餘年的持續成長，創下了年產值1,500

億台幣的最高紀錄，列名全球第5大生產國暨第4大出口國。 　　我們認為，理解台灣工具機產業發展，有必要兼顧長期歷程研究。精研全球工具機產業發展史的大阪工業大學教授廣田義人（2011）指出，東亞各國都從後進國出發，逐漸趕上並超越歐美各國，堪稱最大特徵。他整理了1970年與2008年全球主要工具機生產國的工具機產值，並與作者整理2018年進行彙整（表1），說明日本、中國大陸與台灣等亞洲國家在此期間的驚人躍進。台灣在38年間，產值從排名全球第27成長到第5，產值成長了620倍。2018年產值雖然略有成長，排名卻掉到第7。 　　正因為工具機企業與當地工具機使用顧客企業之間，存在著相互技術交流的特質，

工具機產業的發展一方面支配著使用工具機的所在國製造產業競爭力，另一方面也激盪本身的技術精進。因此，工具機產業發展的實質意涵，不僅有助於通商貿易朝向順差發展，技術人員的培育更是成為製造大國不可或缺的要素。 　　工具機產業與景氣變動有著直接的關係，受到全球金融海嘯影響，2008年及2009年工具機的業績也跟著下跌，隨著景氣提前回春， 2010年工具機需求逐漸恢復，受惠於ECFA，2011年再創歷史新高。根據卓永財擔任理事長的TMBA整理自Gardner Publications, Inc出版的全球工具機市場資料，台灣產值為52.6億美元位居第6，出口值以40億美元的成績排名第4。 　　☉過去的

成功不能指出未來的方向 　　從國際競爭力形成的觀點，台灣工具機的產業發展大致可以1990年代後期為分水嶺，區分為兩個階段，並分別以「群聚共生」和「模組共生」表達其特質。1990年代中期為止，台灣工具機產業的分工網絡優勢與特色，反映在專業分工、創業精神和靈活調適之上。這個產業「群聚共生」的特質，被認為是台灣工具機產業從70年代只能外銷東南亞的生產小國，邁向90年代末期全球生產大國的關鍵。 　　「模組共生」則反映了新近的成長特色。我們調查1997~2006這10年間的變化發現，台灣機械產業群聚調適產業全球化趨勢，不僅擁有繼續高度成長的量變，更帶動了專業模組廠崛起的質變。除整機廠持續成長之外，孕

育的工具機模組廠，納入中國大陸，甚至日本市場的「模組共生」，蔚為台灣工具機最大特色。工具機的滾珠螺桿、主軸、刀庫、刀塔、分度盤、冷卻系統、配電盤、伸縮護蓋、鐵屑輸送機等9大模組，已經由少數廠商所寡占。主力模組廠商規模，逐漸與工具整機廠並駕齊驅。 　　管理學上的典範（Paradigm）是指一群專業人士經由經驗和知識累積，所共有的思維模式。我們陸續根據國際工具機產業合作研究與國內田野調查發現，台灣工具機產業在「模組共生」指導原則下所發展出來的4大成功典範，顯然已經不能指出未來的方向，剛好是正面臨的4大課題。 　　第一，批量生產，整個生產流程充斥重工與浪費。台灣的裝配廠與機械加工廠之間，通常會累

積一定的量才下單，或者累積一定接單量才進行加工。這正是「大量庫存」與「嚴重缺料」的形成原因。需求3件，要等到10件才加工，爲追求效率一次卻加工20件。在這個過程中，裝配廠面臨了一定時間與數量的「待料型缺料」；加工完成後，則換成在加工廠形成了可觀的「待單型庫存」。 　　第二，外銷新興工業國，產品升級緩慢。群聚優勢帶動的成本優勢，讓台灣工具機能輕易攻占新興國市場。根據日本工作機械工業會、財團法人工具機發展基金會資料，統計台灣製工具機的單位重量價值，僅達日本製機台的45~48%。 　　第三，迴避開發，以及因此造成開發與製造過程的不確實。我們的長期追蹤發現，台灣工具機產品升級的關鍵，不在於政府各項

補助計畫投入的前瞻技術和產品升級，而在於未真正投入開發設計工作，以及開發與製造過程所呈現的系統性不確實。大部分的裝配廠主導開發與製造能力不足，活用協力廠能力受到限制；這項能力影響到製造過程的確實程度。 　　第四，台灣工具機產業群聚所孕育的零組件模組優勢，呈現一劍兩刃。台灣的工具機零組件廠在與台灣工具整機廠共同成長的同時，也成為日本產品降低成本、中國大陸產品追趕台灣的幕後功臣。台灣工具機因此陷入發展困境，有待透過製造體系變革來突破。 　　☉積極摸索典範變革方向 　　這4個典範，固然造就了台灣工具機在產銷上雙雙締造歷史新高，甚至帶動工具機模組廠的崛起。然而台灣工具機產業長期發展的隱憂，卻因為

成績亮麗而日漸突顯。 　　譬如，北京機展都在台北機展的1個月之後，實質上已經帶給台灣工具機產業很大的威脅，尤其在外銷新興工業國與成本優勢上，正急起直追。在這個過程，大陸工具機廠共享了由台灣孕育的工具機模組廠，大幅縮短追趕時間。 　　正因為共享模組廠，又迴避開發，特別是迴避合作開發，導致台灣工具機產品升級速度緩慢。政府在各種前瞻技術和產品升級投入的資源過於侷限於單一技術升級，如果沒有在製造流程與供應鏈體系下工夫，提倡精實製造、精實供應鏈與合作開發，便不易打破進一步精進的瓶頸。 　　產品模組化帶動產業群聚變遷，原本成熟的分工網絡轉為模組化優勢，長期隱憂也跟著開始浮現。檢視這個過程的脈絡與跡象

，我們發現台灣工具機部分企業正迎接管理典範變革的挑戰。 　　第1，進軍先進國市場，已初見曙光。不僅專業模組廠已經被日本廠商視為最大的競爭對手，整機廠也不遑多讓。東台精機與友嘉實業在日本設立獨資或合資據點，大同大隈、台灣瀧澤與崴立機電等日系台灣據點擴張，大光長榮與準力機械的OEM發展，以及倉敷機械、和井田製作所與OM製作所等知名日本企業在台設立新據點，都有逐漸取代部分日本市場之策略性目的。 　　第2，與全球同步，開始重視豐田模式，摸索供應鏈體系變革。工具機產業在產品及介面標準化之下，正面臨到全球化的壓力與挑戰。要擺脫同質競爭，要有能力進行客製化，也代表過去以批量生產的典範漸漸不敷實際。200

6年9月，台中精機與永進機械領軍協力廠組成工具機M-Team雙核心團隊，開創工具機組織間學習與磨合之先聲；2011年4月並進一步融入東台精機、百德機械與麗馳科技等企業暨所屬協力廠，形成M-Team聯盟。此外，友嘉實業、台灣麗偉、勝傑工業、眾程科技與松穎機械等友嘉實業集團所屬企業，也正力圖變革。各種跡象顯示，近年成為全球顯學的精實製造與組織間關係變革，已經逐漸受到台灣工具機業界的重視。 　　☉日本工具機的精實摸索 　　長期以來，日本是全球工具機最大生產國暨輸出國，台灣工具機業者關心的是「日本工具機的精實變革是否如同汽車產業的成功？」 2008~2012年間作者所屬研究群，活用經濟部工業局、中

衛發展中心的委託研究資源，對於日本工具機企業導入TPS情形，完成了全面性的實地調查研究報告。順利參訪了Mazak、Okuma、Amada富士宮事業所、OKK、Sodick、Citizen、Waida、高松機械、中村留、瀧澤、Brother、THK、Enomoto、Tsubakimoto、津田駒工業、白山機工。再加上2018和2020年，帶領所屬團隊自主研究參訪，小松製作所、牧野、發那科、DENSO WAVE、Amada土岐事業所、三菱電機名古屋製作所與DMG MORI等極具代表的工具機暨零組件企業及機械製造產業，累計22家。 　　推動精實變革多年的頂尖工具機企業不在少數，大都已經發展出十分獨

特的生產方式。搭配別緻名稱的生產方式、態度堅決的經營者、走過篳路藍縷的卓越資訊科技應用，說明了凡走過必留下痕跡的製造流程變革精神。其中，Amada的「用餐式生產」與「攤位作業方式」、高松機械的「看板式生產」、Citizen 的「有人化工廠」、THK的「準時交貨設計」，以及Enomoto的「單件流製造」，堪稱代表。 　　根據作者觀察，這些獨特的裝配或加工方式，以沒有重工與沒有多餘庫存為前提，已經繳出了亮麗的成績單。Amada的「用餐式生產」，隱喻工具就像刀叉，而零件像食物，透過可調整高度和旋轉的工作台，進行非常有節拍的轉塔裝配。而Enomoto的排屑機製造完全貫徹單件流，與台灣同業比較，估計L

ead Time只有30%，半成品庫存只有15%。 　　在過去，並不是所有的日本工具機企業都重視TPS，甚至認為產品的差異化優勢，才是獲利的關鍵。儘管到今天，這樣的現象還是部分存在，不同的產品特質，支配TPS的短期推動績效。然而，已經愈來愈多的企業發現，從長期觀點，產品創新與製程創新是完全可以並行不悖的。值得關注的，部分日本優良企業的產品開發，強調採用前負荷（Front Loading）的方式。他們在初始的產品企畫及構想階段，就集結了顧客及協力廠商，利用CAD、CAM來做出虛擬產品。他們的經驗顯示，初期討論時間雖然會延長，但是卻不會發生逆流作業的情況。在同一段時間內把大家的問題一起解決，便可

大幅縮短開發時間。 　　☉為何要變革？ 　　本書提出的核心問題意識：台灣工具機產業應如何透過附加價值的創造，維持與提升其競爭優勢。台灣工具機產業被認為是極少數能夠匹敵日本造物經營能力的產業，在技術與市場調適上具備國際化能力與分工定位。因此，從價值創造觀點解析產業競爭力的提升之道，不論在理論上或實務上均極具潛力。 　　在經濟學中，產出商品之售價扣除中間投入即為附加價值。 　　附加價值＝售價－中間投入 　　企業之附加價值涵蓋的內容包括稅金、人事成本、折舊、租金、利息支出與利潤，高附加價值意味著，企業有機會繳納較為豐厚的稅金，對社會提供較高的貢獻，可以給予員工較高的工資與福利，安定員工生活

，同時保留下來的利潤，可以持續支付往後技術、商品開發的費用，為企業長久經營奠定基石。 　　附加價值之高低，取決於企業的價值創造能力。附加價值並不是單方面由製造廠商所決定，而是由市場上顧客所願意支付的價格來決定。因此使用高科技或昂貴的原料在商品上，並不一定能提高商品之附加價值，當成本高到與售價相當時，附加價值將被壓縮。 　　因此，價值創造能力就是相對於競爭對手的差異化能力，作者認為來自兩個方面。一個是相對於競爭對手的組織能力，亦即具備獨特性、內隱性、難以模仿的組織日常管理的建構與進化能力。另一個是相對於競爭對手，獲得顧客認同的價值提供能力。此處的顧客價值除了眾所周知的功能型價值之外，還包括滿

足顧客需求的解決方案型（Solution）價值。組織能力與顧客價值的高度化，表達了讓競爭對手學不到、學不像的價值創造能力的可持續性。 　　台灣工具機企業的組織能力有待精進，2006年起的產業製造組織變革風潮，奠定了重要的基礎。從與顧客互動取得價值的概念則剛剛起步，在中國大陸市場卓然有成的部分企業，已經強烈感受到提供使用顧客解決方案，在價值創造上的重要意涵。這是台灣工具機產業發展60年來十分難得而寶貴的經驗。同時，最近興起的台日工具機企業聯盟，在技術、市場等能力互補之下，已經不乏直接邁向兼具組織能力與顧客價值的精采案例。 　　☉智慧製造的挑戰 　　2011年德國吹起了名曲「工業4.0」之後

，美國的「先進製造夥伴計畫」、日本的「產業復興計畫」、中國的「製造2025」、韓國的「製造創新3.0」，以及台灣的「生產力4.0」或「智慧機械」，製造創新的策略論述，蔚為全球風潮。其中，以物聯網為中心的智慧工廠，結合人工智慧應用和大數據分析的資源開發，部分大企業展示了智慧科技應用的驚人進展，舉世注目。 　　然而，2010年代後期，工業4.0風潮出現了不和諧的聲音。從總體面，為確保國內工業的競爭主導地位，各國政府的策略意圖不同，以及每個國家的製造發展脈絡與基礎設施也不相同，這種新技術並不會普遍適用於所有的產業。從個體面，在政府鼓吹下積極摸索投資的製造企業現場，卻因為無法取得相對的價值而苦惱不已

。曾經喧騰一時的熄燈生產、機器人大軍、鞋廠回流德國，都沒有真正實現。2019年5月22日出版的日經商業週刊，對這種製造現場的過度期待、投資無法回收，甚至用AIoT泡沫化來形容。 　　智慧製造最大的挑戰是「如何創造價值？」，能夠「做」完全不代表能夠「創造價值」，AIoT卓然有成的市場末端數據活用、影像深度學習，對智慧製造的啟發非常有限。製造現場的數據來自標準化與慣例化，而標準化與慣例化又奠基於符合目的的流程。從這個角度，智慧製造與精實系統，有異曲同工之妙。因此，從實體系統（Physical System）切入，延伸現場主義的精實精神，是活用AI與IoT的關鍵。 　　我們主張秉持事實，亦即豐田

學主張的「三現」，從現地、現物的實際觀察出發，思考符合台灣現實的解決方案。我們不討好這幾年熱中推動智慧製造的產、官、學、研，就是因為相信「危機就是轉機」，擁有強烈的危機意識，才能徹底省思無法創造價值的本質，並轉為製造創新的可持續力量。 　　這正是本書新版新增第五輯的目的。我們主張「精實智慧製造」，亦即從顧客價值創造探討台灣製造業推動製造創新。工具機暨零組件產業積極推動智慧製造的現場，除極少數獲得具體成果的企業之外，大多乏善可陳，目前仍無法實踐價值。我們發現大多數業者沒有站在顧客立場思考顧客使用流程的問題解決，欠缺「目的實踐」的智慧機械；廠內的機械加工或組裝流程，大多欠缺穩定與配套的精實智慧製

造目標，無法對來訪的顧客提供啟發。因此，我們提出的精實智慧製造共創平台，就是以「先精實化再智慧化」、「發展結合目的與共識的實踐流程」、「堅持顧客價值」做為核心主張。 　　☉本書的架構與活用方法 　　本書以上述台灣工具機企業的主客觀環境為基礎，著眼於工具機產業的精實變革。我們深信，透過個別企業的努力與產業製造組織的變革，能夠提升工具機企業的組織能力，特別是消除浪費的日常管理的建構能力與精進能力。 　　全書共分為五輯。第一輯為精實趨勢篇，從世界製造企業生產方式變遷與潮流，分析此波長達十餘年的全球精實變革風潮的本質，導引本書主張的變革程序，觸及在工具機產業實踐上的核心課題。第二輯為變革程序篇，

針對本書主張的7個程序，進行理念、步驟與方法等邏輯層面的詳細解析。第三輯為變革實踐篇，為工具機企業量身訂製了7個主題，用工具機各級職工的熟悉語言，進行詳盡的實務性解說。第四輯是他山之石篇，收錄兩位作者實地訪問的3家工具機企業個案，他們擁有日本近百家工具機企業中公認最佳實踐的精實系統。第五輯是精實智慧製造篇，發展顧客價值的實體系統是我們對工具機暨零組件產業的主張。 　　本書因應產業界的強烈期待而誕生。作者所屬研究團隊深耕台灣工具機產業已超過30年，不僅在全球管理學術界擁有中英日文著作，確立了工具機產業研究的頂尖定位；同時在實務世界也一向以與工具機產業界朋友並肩作戰、共同學習、一起成長為榮。我們

期待本書提供的精實系統理論性暨實踐性內涵，能夠讓第一線的推動人員運用到實際工作，帶動遍地開花效果，並且能夠讓經營管理、財務、廠務、研發、業務行銷等背景的人員理解精實變革意涵，共襄盛舉。   【出版序】謝明達／財團法人中衛發展中心董事長　猶記得2020年初，新冠肺炎橫掃全球的這場戰役中，臺灣靠著即時的邊境管制政策與全民的共通合作打贏了第一次的勝仗，其背後功不可沒的要角，要屬工具機等廠商快速組成口罩國家隊，讓民眾短時間獲得充足的口罩，得以維持正常的生活與經濟活動，一舉推升臺灣為全球第二大口罩生產國，甚至還以餘力捐贈歐、亞、美洲等多國捐贈出超過5,000萬片以上的口罩，種下後來疫苗國際互助的善循

環。工具機產業在臺灣發展已超過70年歷程，對於臺灣產業的成長扮演著相當關鍵的角色。然而面對席捲全球的智慧製造浪潮下，更讓規模以中小企業為主的工具機產業，清楚意識到持續轉型升級的迫切性，過去的優勢，已不再是明日成功的保證，唯有擁抱改變，才能搶得市場先機。中衛發展中心從經濟穩定成長的1990年代開始，協助產企業籌組衛星工廠體系，靠著打群架的形式讓台灣產業得以站上世界舞台，接著運用TPM、TQM、QCC以及TPS等管理工具，強健產企業的經營體質、轉型升級。其中精實管理的實踐，也從製造品質改善、成本降低等面向，逐步拓展至精實創新，甚至是整個經營系統的效能提升，也就是全方位TPS系統，我們持續觀察到企業

靠著TPS的實踐，成就出持續改善的組織文化，進而提升企業經營的韌性。    配合政府2016年起推動「智慧機械產業推動方案」等相關產業政策，中衛中心開始積極協助產企業加速數位轉型的推展，聚焦於數位轉型整體藍圖規劃（考量供應鏈與競爭策略）與大數據應用，並結合國內外策略合作夥伴籌組「數位轉型 X AI輔導生態系」，協助企業建置AI生產及智慧工廠，滿足少量多樣的快速生產需求，並結合上下游業者籌組產業國家隊，期盼提升供應鏈及產業整體競爭力，持續拓展國內外市場。近年來在業者與政府的努力之下，工具機所在之機械產業總產值於2017年起首度成為我國繼半導體、面板後的兆元產業，且連續3年均突破兆元大關，足見產業

相當穩定發展的態勢。本書為2012年劉仁傑教授與巫茂熾先生出版《工具機產業的精實變革》經典增訂版，中衛發展中心相當榮幸能繼續發行本書，相信藉由本書的出版，能帶給不只是工具機產業，更多不同產業在運用精實變革、數位變革上有更多啟發與進展。