精密機械研究發展中心


 

臺中大肚山下的60公里區域是我國「精密機械」的黃金縱谷,此區域為我國精密機械的重要生產基地,成立於1993年的「精密機械研究發展中心」(以下簡稱:精機中心)便座落於此黃金縱谷中,借地利之便,專注在地產業服務,並長期投入基礎工藝之發展,結合創新之「智慧」元素,為我國機械產業創造經濟價值。我國機械產業之廠商因規模多屬中小企業,故在研發與品質檢測上資源普遍不足,而精機中心創立以來,便以設計及運用中心(Design House & Application House)與第三方公正檢測服務單位(Testing House)自居,為產業提供各式檢測服務,並針對企業技術不足處,量身訂製各式技術解方,或透過技術移轉、專利授權等方式,為企業導入新技術,提高機械設備之可靠度、生產良率等,帶動產業技術升級。

面對全球化的知識競爭,精機中心在「服務產業」之宗旨下,除為企業提供技術服務外,也相當重視智慧財產權能量的累積,透過人才培訓、產業情報蒐集,並連結外部大專院校、法人研究機構攜手一同為產業剖析新技術發展趨勢,提供企業最佳的產業情報站,同時也針對中小企業在技術、人才上資源有限的困境,於技術移轉與專利授權上提供可「直接應用」之解決方案,讓中小企業利用外部取得之技術,加速強化製造能力、穩定產品品質,提升我國機械設備在國際上之產品層級。

「精機中心」在地化服務、機械產業之堅強後盾

精機中心係由工具機產業與工業局集資設立,早期主要以工具機檢測、測試服務為主。由於機械設備在製造業中屬於生產財,具有使用年限長之特質,需具相當穩定度,方能維持產品品質,因此機械設備的「精密度」與「可靠度」成為重要關鍵,同時也是精密工業之本。

綜觀我國機械產業普遍規模小、人力有限,且多以家族企業式經營,技術發展能力受限,在面臨技術問題時,便需要外部單位給予協助,精機中心成立之初便以「建立相關檢測與驗證技術」、「建立故障排除之技術能量」、「建立機械商品化之技術能力」、「建立機械工業資訊化技術能力」為主要服務目標,當企業在產品製造過程中,面臨各式技術問題時,精機中心便可在地提供各式檢測服務,並從檢測數據的蒐集、分析,提供解決方案,讓企業可以迅速調整產線問題,提升產品品質。在這樣的產業服務累積中,精機中心迄今檢測台數已經超過1.9萬台,堪稱全國第一,也將精機中心專業檢測的形象深植在產業界,成為機械產業解決製造疑難雜症的專家,創造後續產業服務、技術移轉及產學合作的利基。

除了檢測服務外,精機中心也著重精密機械基礎工藝的累積,機械產業相較其它產業如電子業不同之特性在於,機械產業功夫愈紮實、經驗愈老到,技術價值性愈高,在傳統工藝的發展上,精機中心自2008年起首創「鏟花(註1)」技術交流平台,為機械產業培育產業關鍵人才、提升人才價值,而這項技藝也獲得經濟部與科技部的支持,成為基礎技術發展計畫的要項之一,近年精機中心更發展鏟花品質檢測技術,讓此項傳統工藝可以與數位科技結合,降低人為判斷疏失之情形發生,保持產品品質一致性。

除了傳統工藝的發展,近年精機中心也加入「智慧」元素,讓AI、物聯網等技術融入傳統之機械產業中。就產業用機器人部分,精機中心以控制器、周邊技術發展為主,目前也成功移轉至產業界,並累計帶來約4億產值;另外,由於機械產業之生產機台,使用年限長,因此在廠房中各式新舊設備夾雜,各項設備數據難以蒐集及利用,當政府推動工業4.0時,設備聯網成為基礎的第一步,而精機中心投入聯網技術之發展與整合時間甚早,2010年便有相關技術產出,故在政府宣示啟動智慧製造之時,藉著長期累積的技術能量及在地服務之便,肩負我國「智慧機械推動辦公室」之責,扶植產業進行智慧轉型,目前配合經濟部工業局智慧機上盒(Smart Machine Box,以下簡稱SMB)輔導計畫,在2018年協助61家企業完成1,300台設備聯網,將仰賴老師傅經驗的生產流程,轉化為數位式生產數據,並進行智慧化應用。

綜上,精機中心在臺中精密機械聚落長期的耕耘,累積技術服務之口碑,近年更結合智慧化運用,成為我國智慧製造之推手,而這波席捲全球的智慧製造也為精機中心帶來新的技轉商機。


圖 1、精機中心核心能量及定位

技術與行政部門有效分工,提供產業最佳服務

精機中心下設有工具機產業發展處、智慧化設備發展處、機器人智動化發展處、綠能產業發展處、驗證服務處五大技術單位,該中心在運作上以「處」為營運單位,技術移轉與專利授權屬於各處之營運項目之一,所以與其他法人研究機構較不同之處,在於技術推廣上主要各處自行進行營運規劃與行銷洽談,而中心僅在技轉審核與簽約上進行統一規範,以保障中心權益。

在這樣的組織架構中,掌握技術核心的技術發展單位可以就產業之需求,進行技術的發展及專利布局,同時也可藉由對市場趨勢的掌握度,以及長期與廠商建立之信任關係,擔任最佳的技術推廣人。在服務廠商過程中,技術人員可以針對廠商需求與現況,提供最佳之解決方案,讓企業對精機中心之專業能力與服務建立信任,立下長久的合作基礎。

在技術服務上,通常檢測單位完成檢測後,多只會告訴廠商檢測結果及改善方案,但是這樣的服務模式,僅能解決眼前問題,並無法協助廠商提升技術層次,對產業發展也難有實質助益;因此精機中心便在廠商教育訓練時,融入檢測與問題排除實務,改變傳統利用投影片講解的模式,採用帶領技術人員現場進行機器檢測,立即解析檢測數值,並針對檢測數值如何進行問題排除加以解說,讓廠商瞭解問題癥結,如此一來也可展現中心的專業能量,獲得後續持續合作的契機;對於這樣服務模式,也曾有人質疑廠商是否會將技術學走,斷送合作機會,實則不然,因檢測需要購置與操作專業的儀器與經驗的累積,並非一朝一夕便可抓到要領,透過這樣的服務,反而是建立信任進而開啟合作良機。

在行政管理上,技術單位與廠商協商的過程中,技術單位若對技術移轉內容、法律面或計畫管理規定有所疑義時,便可與統籌該中心政府計畫管理的計畫企管室洽詢,瞭解研發成果之技轉規定。當與廠商議定合作內容後,便進入精機中心的內部審查與簽約程序,此時企劃行政部負責內部行政作業,針對合作項目、契約價金、智財權利歸屬等進行審查;在契約價金部分,針對每一技術之定價,因該中心先前已做過概估,技術單位與廠商洽談時,便可依據內部定義之金額進行協商;若合約涉及權利或專利共有時,中心各部門主管則會更謹慎地確認契約中載明之權利歸屬及義務,以釐清雙方權益。


圖 2、精機中心產業服務專責分工

建構專業之智慧財產權能量,協助產業技術升級

我國機械產業面對全球工業4.0及中國製造2025之強勢來襲,產業技術升級刻不容緩,其中透過智慧財產權保護技術核心更是提升企業競爭力的關鍵。

在智財權能量提升與前瞻技術發展上,精機中心發揮母雞帶小雞的功用。該中心表示就國內機械產業之結構而言,除前十大領導性廠商外,其餘廠商要投入技術發展與智財權保護較為困難,因此精機中心在此扮演重要角色,擔任其技術與智財權智囊,不鬆懈地做好各項準備,當企業有技術需求時,便可迅速反應。在技術發展與智財權能量提升上,精機中心採取之作法如下:

  1. 1.蒐集國際技術發展情報

          由於機械產業多屬中小型企業,供應鏈間緊密度極高,許多小型家庭加工廠僅集中服務少數上游廠商,因此對於技術之提升與產業情報蒐集能力有限,而精機中心為讓機械產業技術可以跟上國際發展潮流,透過參與國際展覽、研討會、論壇等管道,掌握國際技術發展趨勢,再舉辦各項研習活動,將之傳達給國內業者。

  2. 2.技術發展兼顧前瞻研究與產業需求

          在觀察國際技術走向之際,精機中心也會就國內產業之技術缺口進行前瞻技術之基礎研究,為國內產業技術發展埋下種子。在前瞻技術之發展上,精機中心會透過科專計畫之執行進行技術發展;或者由中心投入經費自主研發,產出相關技術、服務或產品。此外,精機中心依據產業需求進行技術發展也是重要的技術發展要項。身處產業界的企業經營者與行銷業務人員,對於市場動向相當敏銳,因此企業也會依據其市場發展的需求,與精機中心合作進行技術補強,讓企業產出之產品與服務更具競爭力。

  3. 3.提升智財權保護觀念

          如同前述,機械產業對於智財權布局之知識與觀念較為有限,因此進行前端技術發展之精機中心,在智財權布局便需要投入更多努力。在智財權能力養成上,精機中心每年均會邀請專利事務所辦理基礎觀念、專利檢索、專利分析之培訓課程,深化研發人員之智財權觀念,使其在研發過程從技術、功效、市場範圍、市場應用(如:軟體、機械結構、商業模式等)等不同層面思考,讓技術應用更具市場潛力與價值。藉著精機中心持續之智財權布局,未來當產業進行技術移轉或對抗智財權糾紛時,此等專利便可投入產業,協助產業進行技術保護與防禦。

精機中心對於產業能量之提升,透過前述作法與產業建立互信與合作,在此基礎下,為加速產業基礎技術的研發,精機中心提供技術諮詢、研發設備及空間等資源,建置切削技術研發平台,整合產學研能量,讓業者在此平台中一同進行基礎技術之研究,待技術發展至一定成熟度後,方由各廠商自行進行特色產品的開發。此案例在國內工具機業中相當少見,透過此舉也使產業得以攜手合作,突破技術瓶頸,讓發展之技術可以實際契合產業應用之需要。

首重「服務產業」,讓產業共享優質技術與服務

精機中心為經濟部所轄之法人機構,「服務產業」為其首要任務,在專利產出及運用上屬於一「公有平台」,因此在技術與專利運用上,精機中心所產出之專利多以「非專屬授權」為主,讓產業的每一份子都有機會運用新技術,為產品提升附加價值,強化競爭力。

精機中心在技術發展上,除了自主研發與科專計畫外,也會與各大專院校、工研院、金屬工業研究發展中心、塑膠工業技術發展中心、石材暨資源產業中心、鞋類暨運動休閒科技研發中心等外部學研機構進行異業結盟,進行技術互補,共同發展技術,讓機械產業可以在不同應用領域多元發展,開發高速化、綠能化、智慧化等高產值化的設備。此外,由於合作技術產出的單位相當多元,因此在專利權歸屬上,依各單位投入比例可分為下兩類:

  1. 1.技術核心歸屬於精機中心

          在技術發展時,若發展該項技術之技術核心或既有基礎能量在精機中心,後續若與外部單位合作時,有新的技術與專利產出時,其專利所有權歸屬於精機中心,但外部合作單位可以擁有使用權。

  2. 2.研發構想源自企業需求

          若技術屬廠商委託開發案,該案之技術構想來自廠商,而委託之企業在研發過程積極參與且出資,提供其產業之實務經驗作為技術發展之參考,此時技術發展所產出之專利便以各50%的方式共同持有。

上述專利權歸屬之方式,精機中心會依個案實況與企業進行商議,且在合作契約中載明各方之權利、義務,降低後續技術運用發生爭議的風險。在實務上,精機中心為了讓產業可以就技術或專利進行最佳化利用,會依公司需求授權使用相關智財權。例如:企業若委託精機中心進行技術改善,在合作前雙方便會議定合作案結束後,企業可以取得之成果為何,並將之明訂於契約中,又例如:在技術改善過程中,精機中心為解決廠商技術難題所產出之機械設計圖、或檢測分析結果、軟體、程式碼等,廠商可依契約約定之事項取得使用權利,以改善生產製造之問題。

滾動式追蹤智財權布局成果及商品化策略

因應產業創新條例第12條規定,各中央目的事業主管機關及所屬國營事業補助、委託、出資進行創新或研究發展時,執行單位需建立創新或研究發展成果營運策略、落實智慧財產權布局分析、確保智慧財產品質與完備該成果之保護及評估流通運用作法。在這樣的前提下,精機中心在技術發展到智財權布局成果追蹤上,有一完整之「滾動式」管理機制措施,目的在使技術與智財權布局成果可以配合環境變化進行調整,使研發成果加速被產業利用。

誠如上述,精機中心在進行技術發展時,會蒐集市場情報及產業需求,並針對欲發展的技術進行智財權檢索,瞭解產業專利布局脈絡。此階段精機中心會由中心內部人員根據該案之技術主軸產出技術魚骨圖,並以魚骨圖中的關鍵技術項目進行專利前案檢索,同時依據檢索結果修正檢索策略,以聚焦於發展之新技術。進行專利分析後,精機中心也會規劃出後續之技術與專利布局方向,以及專利授權、技術移轉等智財權商品化的策略,以作為後續技術發展之依據。

在技術開發過程中,精機中心也會每月召開月會追蹤智財權發展與應用狀況,並透過技術/專利整合、發掘跨領域應用合作方式,加強智財權布局與產業應用之機會;此外,也會適時提出專利申請,並藉由內部審查會議,加強針對使用對象、銷售地區之評估,增加後續產業化應用之機會。過程中,精機中心也會因應內外部環境的變動,即時調整布局或技術發展策略,以配合大環境之變化。

另一方面,在提升專利品質上,精機中心主要透過教育訓練讓內部人員熟悉專利檢索、分析與布局的運作模式,讓內部人員在技術研發前或過程中,可以就發展技術思索專利布局的可能性,提升專利布局的機會;此外,在提出專利申請前,內部審查委員會也會再就專利要件、潛在市場發展進行評估;在技術發表與專利申請後,該中心設有創意提案獎、專利權獎、技術移轉獎等獎項與獎金,並結合年度考績制度,以激勵內部人員在技術研發、產業扶助過程中,加值智財權運用品質與成效。另外,在進行專利答辯、領證、年費繳交時,精機中心也會重新審視該專利之技術層次、社會評價、技術生命、授權機會、商品化程度、市場狀況與預估收入等,作為維護評估之依據,以使技術符合產業環境,為中心開源節流。

從技術面、人才面加速技術擴散,帶動產業技術升級

在機械產業中,技術需求者在找尋外部技術時,通常以「可直接應用」的技術為優先考量,主要是因為企業技術能量有限,商品化過程所需要之知識、人力、時間與成本,企業較難以負荷,因此在機械產業中,「技術移轉」通常較「專利授權」更受歡迎。而在技術移轉過程中,精機中心也會視個案狀況搭配專利授權,讓業者在技術升級時也可獲得更佳的智財權保護。

在技術推廣過程中,精機中心會就中心內之研發成果與專利,參考其技術特性、應用範圍、技術規格、技術效益等評估其市場接受度,並規劃適當的成果發表計畫,或拜訪廠商尋求合作機會,達到技術擴散的目標。精機中心的技術推廣管道包含有公告、參展及經營社群三大類;在公告部分,通常藉由函知公協會、網路/平面媒體、辦理技術成果發表會等方式;在經營社群部分,則透過產業聯盟、社群進行推廣,並與業界進行互動;另外,精機中心每年度也會參與機械產業的重要展覽,以實際展示方式進行技術成果展出,增加技術曝光度,並與業者面對面接觸,提升信任度與合作可能性。除此之外,精機中心也自主辦理或與公協會、大專院校或其他專業機構一同在全國各地辦理各式技術發表活動、中長期培訓課程、或是競賽活動,因此該中心每年研討會活動高達70餘場、培訓人數達2,400餘人,中長期培訓課程每年平均開設10餘班、培訓人數達300多人,此等成果在在顯示精機中心與產業之黏著度高,對於技術擴散將帶來高度的幫助。

除上述推廣管道外,精機中心也敞開心胸鼓勵內部人員累積技術實力後,可以深入產業服務,為機械產業注入新血。「深耕技術、量產人才」向來是精機中心的使命,因此為產業界培育人才是精機中心持續努力的工作,在這樣的使命下,精機中心人員輪替率不低,一直以來都有技術人才、甚至團隊被挖角到產業界服務,以機器人開發團隊為例,該團隊在技術發展到一定成熟度後,便被知名大廠網羅至該公司成立機器人部門,在這樣的過程中,雖然中心損失了人才,但是卻加速了技術擴散的廣度與速度,因為這一批人才是精機中心培養出來的,對於中心技術能量、設備、技術人員有一定的熟悉度,因此到產業服務時,他們便成為中心與產業的媒介,可能回到精機中心進行專利授權或技術移轉,又或者在研發技術有限、機械設備不足時,將回到中心洽談合作案,為中心帶來新的合作機會。

面對技術人才轉換跑道至產業界服務,對於產業之技術提升可以發揮最直接的影響力,但回過頭對精機中心來說則是人才的流失,但精機中心在技術傳承上,長年來以持續透過教育訓練、技術文件留存、知識管理系統等機制,保留及傳承中心累積之無形知識,使精機中心之技術能量可以持續不斷承先啟後。

智慧製造產業輔導成果亮眼,帶動產業智慧轉型

精機中心長期穩扎穩打在地化服務,也讓其在技術移轉上獲得產業之信任,產業輔導成績亮眼,服務廠商家次年年突破2,000餘家,在技術移轉部分該中心近三年的移轉件數從41家成長到49家,技術移轉總收入也從1,900多萬元上升到2,000多萬元。在訪談過程中,精機中心也與我們分享了機械手臂技轉案及智慧機上盒輔導案之實績。

精機中心在科專計畫資源的補助下,運用全軟體控制器搭配CAD Based技術,率全台之先開發出「15軸同步運動雙臂機器人」,此項技術受到國內機器人大廠—廣明光電公司青睞,進行專利授權及技術移轉。廣明光電公司移轉該項技術後,加碼投資2,500萬元成立新公司—達明電子公司,達明電子公司於2015年開始量產我國第一台輕量化六軸機械手臂,並在2015IREX日本機器人展中公開發表,獲得各界的注目;接著,達明電子公司又結合視覺辨識系統,推出國內首台國產協作型機器人,該產品自製率高達9成,並於2018年達全球協作型機器人市占率第二名。精機中心的「15軸同步運動雙臂機器人」技術除授權業界應用外,也帶動業界成立研發聯盟,該聯盟成員更攜手申請與執行經濟部「A+企業創新研發淬鍊推動與管理計畫」,該技術開發計畫執行後,累計帶動4.2億的投資、且增加約4億產值。

另外,在智慧機上盒輔導計畫中,就精機中心觀察,目前國內機械產業仍多仰賴經營者的經營歷練、老師傅的經驗,而且廠房中新舊設備、外購與自行設計的設備混雜,公司經營者僅能憑經驗對生產進度與品質進行掌控,以致工期、生產品質難以透過科學化的方法進行改善與提升;此外,我國中小型企業目前正走入二代接班的時期,仍在累積技術與企業管理能力的企業二代,對於父執輩的技術、管理方式倍感壓力,因此若能結合科技導入有效的管理系統,是許多企業二代願意接班的誘因。在這樣的產業背景中,促使SMB有機會加速走入產業,不過台灣製造業之中小企業數以百萬計,精機中心在SMB推動上借重與系統整合廠商的合作,這些廠商長期投入機械設備軟、硬體整合,並進行設備銷售,因此精機中心便培植該等廠商熟悉聯網技術,並協助其取得工業局之IT類資訊服務機構認證,使這些系統整合商可以具備協助產業運用SMB的能力,於新產品組裝或服務提供時便加入SMB,或至運作中的廠房架設SMB,讓製造業之設備具備聯網傳輸生產數據的能力,而系統整合商也可搭配AI與大數據等技術,進行生產數據可視化或提供生產決策之參考方案,讓中小企業經營者可透過數據掌握生產線的大小事,提升生產效率與品質,使我國智慧製造之腳步快速向前邁進。

總結

座落臺中精密工業黃金縱谷的精機中心創立23年來,在地化服務成果相當紮實,與產業建立良好之互動關係。在技術與智財權布局上,該中心因應產業結構性問題,進行前瞻技術發展並強化專利布局,作為產業堅強之後盾;同時,為加速產業解決技術瓶頸或引入智慧化生產設備,精機中心之服務強調直接滿足廠商技術需求,透過廠商問題之蒐集、解析,提供可被直接利用之技術,為廠商化解生產難題,提升技術層次。精機中心在產業體系中的默默付出,已然成為精密機械產業引用先進技術之橋樑,透過其服務將有助於提升我國精密機械產業在國際上之等級與形象,為我國精密機械再創新價值!


註1:鏟花:機台組裝過程中,需要貼合的金屬平面,經過機械加工後,平面會有些微瑕疵,此時便需要透過「鏟花技師」利用鏟花刀進行人工削平來矯正加工誤差,提升機械精度。
受訪人:李健勳 副總經理、計畫企管室嚴明哲 副主任