專論

近年新興科技趨勢與產業數位轉型創新 (產業雜誌)
林欣吾

2019/07/01
本文刊登於產業雜誌「新興科技趨勢與產業數位轉型」,第592期
壹、前言

新興科技的發展趨勢,可作為業者研發與投資方向的參考,同時也有機會引領產業發展的方向。政策上,應鼓勵業者利用新興科技進一步強化既有優勢,透過研發投入延伸發展新營運模式,以逐漸補充業者原本不足的能耐,讓對新興科技的投入與應用展現在創造長期價值。同時,除觀察各大機構所選擇列出的重要新興科技項目外,整體新興科技發展方向所呈現的共通現象,也相當值得政策介入方向的參考。

在了解幾個國際機構所列出的重要新興科技項目後,發現近期新興科技整體所呈現的特性中,呈現出一共通現象相當符合世界智財組織
(World Intellectual Property Organization, WIPO)2019年所出版的技術趨勢觀察報告的人工智慧專題中的一個重要註解(注1):「The big question may not be what the next breakthrough will be, but rather how existing emergent technologies will be applied across different areas. (當下最重要的議題,恐怕並不在於下個突破性的新技術為何,而是該如何好好融合利用這些已經出現的新興技術到各個垂直領域)。這樣共通現象,所指的應為「數位轉型(digital transformation)」!

準此,本文以下首先將簡單說明數位轉型在長期科技典範發展中的定位;接著,彙整說明國際機構近期所觀察的重要新興科技項目,並詮釋其中所呈現出可區分為以數位技術發展的共通技術及在不同領域的關鍵技術的現象,其中前者預期將進一步影響數位轉型發展的廣度與深度;第三,針對近期觀察數位轉型的方向與層次,間單區分幾個層次,並分別以國內業者案例對應說明;第四,綜合討論在觀察國內業者進行數位轉型後,綜合整理出的關鍵起點;最後,針對政府在推動產業數位轉型方向中的角色進行討論。


貳、邁向2030年新興科技趨勢

一、長期科技發展典範中的「數位轉型」


「數位轉型」並不只是數位化,而是利用數位技術,以創新的方法解決傳統的問題,其中所提供的數位解決方案,而且經常並非僅僅輔助或改善既有的解決方法,甚至很有可能為既有的問題帶來全面創新的機會。應用數位技術已經成為創新相當重要的工具。這樣的現象或趨勢,預期將會在許多領域或議題驅動多元可能的創新與創意,進而對顧客行為及社會產生影響。這趨勢背後的關鍵因素,就是近年來許多數位技術成本的降低(如半導體製造成本),數位基礎建設(如固網與無線網路環境)及數位能耐(如資通訊人才及資訊教育)的日益普及,帶動了數位技術的廣泛應用。

由於預期這波數位轉型有機會對人類經濟社會生活的發展帶來相當大的影響,近年引發
WEF, OECD及歐盟等國際組織對數位轉型相關議題的討論,而且不僅是討論數位轉型本身,同時更關注到數位轉型對於「創新」的影響。以OECD為例,它自1993年起,出版「科學、技術與產業評分表(OECD Science, Technology and Industry Scoreboard, STI Scoreboard)」以觀察科學技術與產業的創新進程,這觀察報告在2017OECD特別融合了數位轉型,並關注當中數位轉型對科學技術與產業等創新能耐與行為的影響。

蘇聯經濟學家
Kondratiev (1925)曾以大經濟週期的觀點詮釋資本主義經濟發展,認為人類投資等集體行為將會呈現長期的經濟循環週期現象,一般稱為「長波理論(Long Wave theory);後來,Schumpeter (1942)以科技進步與技術創新解釋長波理論,他認為技術發展初期的傳播及採用,接著技術普及後,各企業的激烈競爭,將影響技術所帶來價值呈現循環週期的變化。經濟學人在2000年網路泡沫時期,參考長波理論概念回溯到1770年代,整理了230年來,許多關鍵技術進步所帶動的經濟循環週期現象。其中,到了1985年左右,數位網路、軟體及基因技術等成為經濟學人特別標示出來的幾個關鍵技術,原本預期這幾個關鍵技術應該會在2020年左右開始發展成熟,帶來產業高度競爭而需要期待新一波關鍵技術的驅動。

但是,按新近的觀察,源於許多數位技術的持續進步與發展,延長了最近一波數位網路與軟體技術所驅動的發展週期,而這就是「數位轉型」。


二、近期主要組織所觀察的新興科技趨勢

近幾年來,全球資訊日益普及,不論是專利文獻、主要業者與研究組織所發布的年報與新聞,以至於各國政府所要推動的重點政策項目,都隱含了各方對於新興科技趨勢的看法。在此情形下,許多組織會綜整依其觀察篩選出重要的新興科技趨勢項目。

台經院研究三所在
2018年蒐集整理了六個組織所觀察的新興趨勢項目,並區分成健康與生醫、智慧交通與運輸、產業數位應用、能源、農業以及生活與永續等六類應用領域。下表為整理後的結果:
 
資料來源:1.World Economic Forum, 2.Juniper Research, 3.MIT Technology Review, 4.Korea Institute of S&T Evaluation and Planning(KISTEP), 5.Gartner 6.Trend Force等組織在2018年所發布的新興技術預測報告,台經院研三所整理,經濟部技術處計畫成果初稿。

從上表所呈現的資料,大致可以有兩項觀察:1. 當中有多項新興科技的應用同時跨了六個領域,包括人工智慧、區塊鏈、IOT、邊緣運算、5G及資訊安全等,對於這些可以在多個領域應用的新興科技,可以稱之為通用科技(general purpose technologies),事實上這幾項新興科技都需要擷取資料及數據分析才能有效的發揮貢獻;2. 在所列非資通訊技術的新興科技中,有多項新興科技係與數位資通訊連結或應用,例如感測器、3D金屬列印及精準農業等,同時被列在生醫技術的幾項,包括基因編輯等,相信除了生醫專業外,也非常需要數位相關工具的輔助。從這兩項觀察,可發現到現階段的重要新興科技趨勢中,「數位」也相當地關鍵。

其中,最值得注意的是所列的幾項通用科技,這幾項通用科技應就是前文
WIPO所提應該要如何好好融合利用的新興技術項目。這些以數位為基礎的通用技術,藉著儲存、運算及傳輸的成本大幅降低,可以在許多垂直領域發揮連結、數據分析以至於自主決策等功能,而具有廣大的應用潛力!

根據
WIPO對人工智慧透過對全球專利資料的分析,了解人工智慧在哪些領域應用,其研究發現運輸、電信、安全、個人設備及人機互動、生醫、產業與製造等為主要的應用領域。其結果如圖1。在台灣,如能與台灣既有的優勢領域與能耐結合,例如醫療服務及生產製造,將有助於該領域提高效率、品質,甚至可增加新產品與通路,創造更高的附加價值與效益。
 

圖1 全球專利申請觀察人工智慧之應用方向
資料來源:WIPO (2019)。

最後,在2019年二月所出版的MIT Technology Review中,特別邀請了Bill Gates依其標準,選擇對未來可產生重大影響的10大新興科技項目。Bill Gates說明他最近幾年觀察到新興科技發展重點與應用科技的目的已經開始有所轉變。他認為,之前的新興科技發展,多數以協助提昇人類生產力為主要的貢獻,主要在協助人類生活中的數量問題(quantity of life),不過就在兩百年來各項科技在先進國家廣泛應用,同時也開始擴散到其他地區後,已經協助地球上多數地區人類的生存問題,他認為科技的目的已經開始必須同時改善與提昇人類生活品質(quality of life)

Bill Gates的觀察,近幾年已經具體呈現在日本這幾年所提出的「社會5.0 (Society 5.0)」及歐盟新一期架構計畫的內容,社會需求(健康、生活品質等)及地球生態的健康等都開始成為科技研發創新的目的。這個轉變,也代表著未來國際市場的機會將會逐漸轉變。準此,台灣業者的發展定位也應隨之調整,除以高生產力協助與支援國際產業供應鏈的定位外,也應開始注意對人類及環境品質議題,特別應符合相關管制趨勢,並爭取商機!

參、產業數位轉型創新的可能方向

數位技術其實僅是工具,它可以為業者帶來許多的功能,包括可視化、相互連結、便捷的互動、大數據分析精準預測、自主回應及即時回應等。這些功能,可以協助業者及整個產業鏈持續地改善。從協助廠商節省人力、材料及能資源使用以降低,到改善品質、監控生產、提高良率,管理供應商,到多樣少量製造以更為符合客戶需求,連結通路進行庫存調整,掌握顧客需求進行目的性行銷,完善售後服務,並回饋到產品設計與材料選用等。

對業者而言,從個別設備數位化到企業內部整體製造與服務體系的數位化,可視為一個層次;如果從產業角度來看,垂直產業及相關業者間連結與互動模式,則會是另一個層次。再者,除了資料的擷取與累積外,以具體階段性目標,依循一套分析邏輯建立持續改善的機制,應為讓導入各項數位化運作能否產生具體貢獻的關鍵。

參考
Ibarra, Ganzarain and Igartua (2018)(注2)以工業4.0概念為基礎,大致可區分成以下幾種產業數位轉型創新的方向:
 

1. 生產製程數位化:除讓設備製造流程可視化及蒐集資訊外,還讓設備彼此間需要能相互溝通,引進感測器自動檢測,品質管理,有效存貨管理,蒐集完整資料,結合資訊的傳達與智慧運算,應用數據改善既有流程或防止問題再發生,強化合理流程。在這個方向上,對業者的貢獻,主要在降低成本、提高品質與掌握客戶上。

舉例來說,台灣知名汽車零組件大廠和大,導入
AI產線,將產線上的作業人數從32 人縮減至 8人,並運用大數據改善產品精度,有效掌握客戶TESLA;又如,勝源機械生產之木工機械產品搭載西門子、施耐德的軟體系統,可在出貨之後遠端連線監控,提供客戶預防性維護建議,避免傳統先故障後報修模式之當地庫存不及供應、影響客戶生產效率與滿意度問題,更可收集數據以分析刀具供應商品質。透過提供新服務,有助發展差異化競爭、強化服務能力、提升市場地位。勝源機械僅是一家中小企業,因率先將所銷售的設備進行數位升級,而成為西門子、施耐德在台推廣之產業典範案例。

2. 垂直供應鏈數位化:向後延伸到各類通路服務連結,向前延伸到產品設計、或材料供應管理連結,綜合客戶需求分析,對目標客戶之產品設計最佳化,朝採購最佳化,銷售最佳化及預測性維護等。

舉例來說,健豪印刷剛成立時也以傳統印刷廠模式經營,但它在
2003年左右將「數位」這個要素納入印刷製程流程。剛開始,它引進專業電子分色、電腦化網片輸出及電腦製版(Computer to plate)等等技術與設備;接著,它進一步針對印刷流程進行數位化與自動化,建立資訊化接單與管理系統,並連結到印刷流程,過程中累積了整體流程數位化的能力,不但提高印刷全程的效率,也降低了過程中的人為疏失。這些努力,已大幅提昇印刷廠的營運效率。

不過,健豪印刷的努力並不僅止於如此,它開始向前與設備商合作,同時往下游建立多元的合作通路。它一方面結合加工機械廠商,開發各種運用於數位化印刷的後加工機械設備,另一方面它掌握數位匯流趨勢崛起的機會,掌握傳統膠卷攝影、洗相片等傳統行業快速消失的趨勢,藉著數位平台,讓健豪印刷朝完全客製化並提供消費者體驗需求的方向移動。健豪印刷多年來所建立的印刷全程數位化與自動化的能耐基礎,正好可以抓住這數位匯流趨勢,包括:提供傳統相館軟體應用平台協助其轉型,提供各類中小型印刷通路網站後台系統協助通路接單;提供線上編輯軟體,協助個人印製獨一無二相片書,並可於第二天收到服務;與汽車業者合作,讓購車者可以免費獲得自行編書、印出實體書;與車商合作,讓購車者除了擁有新車外,還有一份可以分享與留存擁有新車喜悅的體驗成果。這許多的布局,大幅擴大健豪接觸客戶通路的範疇。

又如,英特柏嵐原本僅是支援社頭織襪業者群聚的貿易商,它在設備數位化的基礎上,建立了產品差異化與專業化的能耐優勢。社頭的織襪工廠,面臨了中國大陸大量採購數位化織襪機提昇產能,發揮規模經濟的挑戰下,讓襪子的毛利節節下降。面對中國大陸競爭對手也採行設備數位化,英特柏嵐除了從織襪銷售及製程角度重新思考整個垂直供應鏈的數位轉型外,同時更積極投入在差異化市場的研究及專業用襪新產品的研發與生產,從掌握專業客戶需求、掌握材料的整合角度,全面建立新的優勢與競爭力,讓英特柏嵐在滿足專業客戶需求的同時,也大幅提昇了織襪的附加價值。


3. 平台生態系數位化:跨供應鏈的連結與互動,或者是跨地理區域垂直供應鏈的連結與互動,可在材料採購、品質管理及產品創新設計等議題上互動;或者,提供垂直供應鏈服務的平台跨域服務。

舉例而言,上博科技及蟲洞科技都是協助製造業者進行數位化以至於數位轉型的業者,它們的願景都在於藉著協助業者降低數位化的門檻,進而協助跨供應鏈,甚至於提供跨地理區域的平台服務。

上博科技的目標客戶為機械加工業、塑膠模具業等,它所開發提供的智慧製造方案,初期預定提供製造業者從模具評估到產品成型的完整專案管理系統,這樣完整的方案,主要在於藉著模組化的設計,提供製造業者選擇合適的導入環節,降低導入難度與費用,同時增加未來擴充的彈性。近期已經有銓寶及橋椿等成功導入的案例。如此的策略考量,上博的智慧製造方案未來可以成為金屬加工相關業者的中央廚房,除協助個別業者外,隨著採用的製造業者增加,後續還可能提供產能交易、集體採購等等進階服務。如推廣成功,預期有機會促成以智慧製造平台為基礎的全新中衛體系!

蟲洞科技的發展起點,在提供企業完整的綠色供應鏈資訊管理方案。伴隨全球綠色環保議題的興起,綠色供應鏈商務模式為台灣製造業的基本要求,為能有效整合企業端、供應端及檢測端所涉及的數據資料的綠色供應鏈系統平台,以協助台灣製造業因應瞬息萬變的全球競爭市場調整出最適的綠色管理流程。為降低業者採用綠色管理資訊系統的門檻,蟲洞提出了第三方租賃
-「以租代買」模式,這種融資租賃模式大幅降低了昂貴設備的獲取門檻,也讓系統整合商擴大眾多中小業者的下單意願。蟲洞和中租集團合作,由中租購買蟲洞的設備,在轉租給蟲洞的客戶業者,中租擔任出租人、塑膠業者是承租人關係。第三方租賃模式也有衍生效益出現,例如對於智慧設備採集客戶的數據資料,蟲洞它管理很多家客戶業者的生產線資訊,例如材料倉儲使用狀況、廢料產生狀況、模具/刀具剩餘壽命、機台維修狀況這些數據,以材料使用率來說,蟲洞可以集合眾多客戶的材料或者刀具的採購需求,由蟲洞來跟材料和刀具供應商集體採購,就能壓低進料採購成本,蟲洞將有機會發展出新的數位商機。

4. 創造新產品生態系:透過長期或跨地理區域的蒐集顧客偏好或需求資料,同時因應顧客需求創造新的產品,甚至與顧客共同創造新產品,與顧客共同形成新的生態系。

舉例來說,力鼎精密
(Leading Precision Inc., LPI)是一家專業半導體製程設備製造及服務公司,其核心業務是供 應半導體後段製程廠商所需的客製化設備,例如半導體後段封裝、發光二極體 (LED)封裝及先進的晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP)、直通矽穿孔封裝(TSV)等製程之 超高真空濺鍍系統,以及全自動化的物理氣相沉積 (PVD)設備。台積電的智慧製造能力已經居於全球領先地位,但隨著發展先進製程的需要,製程設備也需要與時俱進。在台積電長期協助半導體設備國產化的政策,同時又必須符合未來先進製程 (例如N5N3)成本效益的要求下,力鼎精密經由全力配合台積電先進製程的試產與量產的需求,分析機台運行紀錄,並持續微調 PVD設備的軟硬體。藉著資料分析及設備客製化的工程與技術實力,在2018年力鼎精密為台積電客製化的PVD設備所生產元件阻抗性能讓台積電主 要客戶蘋果電腦非常滿意。力鼎精密以設備工程師的專業,藉著顧客所提供的數據紀錄,為顧客留下了最關鍵的客戶。

動心醫電
(Zoetek) 是一家長期深耕穿戴式裝置生理量測技術的業者,積極布局專利於多生理參數演算法及其運用,目前已掌握關鍵模組(Optical Bio-sensor Module),同時正致力於穿戴式醫材的商品化。相對於傳統穿戴式裝置發展一般消費者使用的產品,動心醫電藉著關鍵模組擁有醫療等級的量測水準,將新的產品與醫療、健康照護、保險及運動健身等專業領域結合,藉著穿戴裝置專業量測所累積數據資料,開發出全新的服務。例如:智慧健康照護手表(Intelligent Healthcare Watch),具備血壓偵測、心跳偵測、睡眠品質等功能,由於動心醫電的產品更強調測量精準,並通過多國認證,用戶能將健康狀況的變化及數值提供給醫師參考,與醫療服務結合。又如,動心醫電所研發的智慧穿戴保暖衣融合了GPSWi-Fi功能,產品設計對應長者需求,具備多段式發熱保暖、跌倒偵測、定位偵測、計算步數、緊急求救等功能,可協助子女更為妥善照顧長者。

肆、數位轉型的關鍵起點

根據台經院2018年在國內外業者的訪談發現,國內製造業者進行數位轉型時,首要面臨資訊與知識不足的問題,包括:不清楚轉型方向、不清楚數位轉型對業者帶來的價值、不清楚自身數位化程度、不清楚數位轉型需那些人才或哪些技能、缺乏數位轉型策略、轉型解決方案有哪些,以及合適的數位轉型資源在哪裡。特別是企業領導者,在缺乏方向、策略與應投入的工作內容時,當然多處於猶豫不決狀態。接著,將會是技術、人才、資金、專案管理、營運模式等問題。

另外,同時參考台灣人工智慧學校的「
AI 人才概況調查」,對所培養的AI人才進行調查,其主要結果為:有 59% 的校友表示,資料品質不佳與取得不易是目前推動 AI 應用所遇到最大的困難,其次則是資源不足(43%),及找不到合適人才(39%)。其他困難還包含了:IT 基礎建設不足(38%)、管理階層支持不足(32%)。

綜合這些調查結果,可以發現到企業領導階層對數位轉型的理解與想像,絕對是個關鍵起點。對此,企業領導階層除了應該要開始理解數位技術所提供的基本關鍵功能可以帶來的影響外,也應進行一番自我評估,了解自身的數位化程度,同時也應當尋求相關產業的標竿,初步描繪出可能數位轉型方向及程度。有了初步的方向與想像
(end point)後,再進一步從內部或市場上尋求可能的解決方案,進行成本效益評估。

伍、政府推動產業數位轉型創新應有的角色

為了維繫及提升台灣製造業在國際供應鏈中的角色與定位,數位轉型已經是個必要進行的方向。最近,產業創新條例預定將會提供智慧機械投資抵減的誘因,可望引導製造業者對智慧機械的投資。不過,為協助產業界能有更為宏觀有效的轉型,政府應可提供以下的引導作為:

1. 鼓勵以數據為基礎的專業服務發展:鼓勵擁有數據資料分析及人工智慧專業能力的人才,朝提供數據分析專業服務的新創方向發展。例如可媒合已經有一定程度數位轉型業者無充足資源解決的議題,例如台積電,或國內大型業者的痛點,例如醫院。一旦這些新創業者有能力藉著數據資料分析形成提供專業服務的新創,這些成功服務的案例,都有機會成為台灣產業數位轉型的新典範,持續引領台灣相對成熟的數位轉型業者持續地向前進步,同時未來也有機會以在台灣的成功案例,成為提供相關專業服務給外國業者;

2. 協助民間設置示範場域,可按產業業聚落或地區設計擴散,以形成區域的「產業數位創新服務生態系」,讓企業領導階層實地感受數位轉型的成效,以加速數位轉型的案例有效擴散,同時讓製造業者能便利地接觸的所需支援。包括:

  • 由政府協助安排,鼓勵設備與服務業者設置示範場域,展示成功案例與模式,讓更多尚未進行數位轉型的製造業者感受到必須要進行朝數位轉型的方向轉變,同時協助業者進行數位轉型程度的自我評估(self-assessment)
  • 接著,依業者所處的市場競爭態勢,引介諮詢顧問或系統業者的諮詢協助,協助業者初步形成數位轉型的方向與策略,甚至長期商業模式的調整,才能讓業者有能力與設備廠商或平台服務廠商洽談後續所需要的投資,並進行具體的投資成本效益評估;
  • 第三,引進人才培訓、營運模式諮詢服務及資金協助等方面提供便利的協助。特別是資金方面,可以引進金融機構及信用保證的參與協助;
  • 第四,為了掌握各個垂直產業數位轉型的進展,以及不同數位轉型方向與營運模式所需的人才或能力,政策上應設計網路平台,有系統地觀察與分析,以有效地觀察各地區數位轉型服務生態系是否健全發展,同時也可協助介接業者在數位轉型過程中所需的人才培訓服務;
  • 最後,對於已經建立良好資料蒐集機制及引進數據分析的業者而言,可以在合乎個資等法令規範下,建立企業間資料集合交易或互換的機制,以協助業者利用更廣泛的資料進行決策與自動化。

鼓勵各類產業機械設備與資訊服務業者共同合作,朝設備間資料互通標準、向前向後延伸製程的專業服務整合的方向努力,朝發展出「以機械設備硬體」作為載具輸出,遠端連結平台服務,以提供全球各地垂直供應鏈的製造專業服務機制。
 

注1:WIPO (2019) WIPO Technology Trends 2019 – Artificial Intelligence.
注1:Dorleta Ibarra, Jaione Ganzarain, Juan Ignacio (2018) “Business model innovation through Industry 4.0: A review” Procedia Manufacturing 22 (2018) 4–10.

本院:104 台北市中山區德惠街16-8號
電話:總機 +886 (2) 2586-5000,傳真 +886 (2) 2586-8855 聯絡我們

南台灣專案辦公室:807 高雄市三民區民族一路80號43樓1-2
電話:(07)262-0898,傳真:(07)398-3703

© 2015 台灣經濟研究院 版權所有. 隱私權聲明