2021/1/17

經濟規模對研發能力的影響

最近看到聯合新聞網有一個Sony電動車Vision-S的新聞,

其中有描述到這是 Sony 在電動車的概念車,

因為成本高不打算量產,目的在驗證電動車相關技術,

這在台灣企業應該是很難想像的事情,

花這麼多錢開發卻不量產???

(不過2021 CES似乎有改變要評估準備量產)。

Sony其實在消費性產品的手機以外,

其半導體事業部的 Area Image Sensor市佔率很高,

智慧電動車上用到的鏡頭數量比手機還多,

各種天候下的耐用性、可靠性比手機要求更高,

若以這個角度出發來進行電動車開發、驗證自家半導體產品,

似乎不量產就稍微可以理解。

有感而發,回到標題:

經濟規模對研發能力的影響。

試想一家公司營業額有1億投20%營業額在一個研發案的話就是2000萬,

研發一旦失敗,公司前景就堪慮,包括損失的金額跟可能商機會讓這家公司幾年後就無以為繼。

換成一家公司有100億,投2%就是2億相當於前述1億營業額公司的10倍,如果使用經費比較浪費多一倍,也可以支撐多4個研發專案,而且2%的影響對公司短期內的影響應該還好。

上述兩個例子可以很清楚看出經濟規模對研發能力的影響很大;

另外還有在人力資源上,經濟規模大的公司人多分工細,

技術研發部分也可能會有更多人力與資源可投入在研發案上,

研發技術的深度與廣度自然會有比小公司更大的優勢與機會。

在台灣多數中小企業投入真正技術研發的其實很有限,光是人力資源就是一大問題,

常見中小型公司即使說要作研發,卻常常看到技術人員要應付日常業務,又要分心作研發,

這種工作條件情況下,就算技術人員很拼命,將工時延長一倍,

人的效率跟創造力也無法延續,

研發進度與成果自然會受到很大的影響。

更糟糕的情況沒有適才適所,

以前在CAX公司常幫許多中小企業的機械工程師上CAE相關課程,

例如 FEA 軟體,就經常會碰到工程師連應力都不知道是什麼,

甚至連靜力學的概念都很不好,

要應用 CAE 軟體幫助進行研發難免就會發生很多假設狀況不合理,條件設定錯誤,無法判讀模擬結果等情形。

大公司就會配置較專業人員,溝通過程中,常常在學理專業度跟應用經驗上對我有很大的幫助,我只需要提供軟體跟簡單的操作程序、設定功能說明資料即可。

當然有些中小型公司會有臥虎藏龍的高手,非常厲害跟優秀,

但是受限於人少、資源少,研發的進度不免會受到影響,因此難免會跟公司出現想法上的差距。

近幾十年台灣產業走上高資本密集與技術密集,

台灣設備公司營業規模相對電子大廠來說,規模不只是小,簡直就是迷你,

造成台灣設備公司在搶優秀人材上,不論公司知名度或可提供薪資都非常弱勢,

最極端的例子就是目前市值最大的公司,

知名度高,有能力提供不錯的薪資,

吸納了非常多理工人材,

導致在機械工程領域工作職場上中出現非常糟糕的現象,

作設備維護工作薪水比在設備廠作設備開發薪水好,

結果就出現碩士學歷去作高工學歷的工作,高工學歷的卻去作碩士學歷的工作,

這對台灣設備研發人力影響很大…

連三角函數都不熟的工程師在作設備開發設計,

會作 FEA 、多連桿機構設計、熱流模擬、會寫影像辨識程式的工程師在機台旁拆裝螺絲、換零件?!

人力資源浪費、倒置如此嚴重,是台灣未來工業發展上很大的隱憂。


把規模放大到國家層級來看,

台灣人口數約2,357萬(2020),

在全世界各國人口數量排行,

比第55的澳洲(2,567萬)少210萬人

比排行第56的尼日(2,232萬多124萬人,

全球人口數最多的前三分別是是中國(140,612萬)、印度(137,900萬)、美國(33,078萬),

其他台灣人比較熟悉的亞洲國家如日本(12,571萬)、韓國(5,182萬)、新加坡(570萬)、泰國(6,648萬)、馬來西亞(3,273萬)、越南(9,758萬)、印尼(26,960萬)、菲律賓(10,964萬)等國家,

台灣人均GDP僅次於日本、南韓跟新加坡,

很明顯的國家治理與教育普及度是很大的影響,

但是當其他國家的治理跟教育普及度提高後,台灣的競爭優勢何在?

中國是很明顯的例子,從放棄理想社會主義轉向現實社會主義,加上教育程度提高,對台灣傳統的成衣、電子組裝等製造產業衝擊非常大,

連高科技的LED、LCD產業都是兵敗如山倒,

還好有台積電撐住晶圓代工製造產業,

不過晶圓代工上游的材料、設備還是全捏在美、日、歐洲廠商手中,

但是若這些廠商棄台灣而轉去其他國家全力發展…

那將是對台灣難以想像的大災難!!!

好在幾年內不太容易發生這種狀況,

以台灣晶圓代工業現在的產能已經成為全球經濟發展的另外一種關鍵性原物料,

沒了晶片,

5G、電動車、伺服器、手機、電腦、網路、現代化軍事工業全都受影響,

在沒有培養出可以替代目前主要來源的情況下,

台灣現在因為晶圓代工產能的經濟規模已經成為全球關鍵甚至是戰略性物資的重點,

簡直可以說是比中東國家的石油產能還重要。

台灣政府如何利用目前優勢與時間建立長期競爭力,

投入上游材料、設備研發,擺脫歐美日大廠的箝制,

避免出現像2019末開始的中國半導體製造業跟華為的窘境,

一旦當歐美日大廠停止供應關鍵設備跟材料對中國產業的衝擊有多大。

期許龍頭大廠 TSMC 能藉目前的龐大經濟規模,多分配有一點資源在設備、材料自主本土化上盡一份心力,

荷蘭(人口數1743萬)可以培育出一家 ASML,台灣在TSMC跟國家的幫助下也會有機會的。


Ref.

udn.com,Sony公布電動車VISION-S歐洲路試畫面!

各國家和地區人口列表


2021/1/10

縮寫字說明:DFM

各行業中都喜歡用英文縮寫來表示專業,

在製造、工程技術領域中更是常見,

在消費性機構技術上經常會看到一個縮寫:DFM。

這邊的 DFM 縮寫是 Design For Manufacturing。

見文思意:為製造設計*1。

白話點解釋,就是零件設計時要注意該零件製造的可行性,

製造包括了材料處理、加工方法、成本效益的等多方面的考量,

坦白說對經歷、經驗不足的工程師來說並不容易,

例如考慮一個零件可不可以用鈑件設計?

考慮到製造的可行型性,

那就要先知道有關鈑金製造加工的技術,

例如鈑金材料的選擇性,包括材料種類、厚度規格、最大尺寸(寬度)等等

有那些加工機台,鑽孔、沖壓切、折彎、引申、雷射切割,連續沖壓等等,

後加工的選擇,包括焊接、表面處理等等。

像大量生產的大型產品如汽車底盤、大型家電等等,很多主要結構件都是用鈑金件加工而成,使用大噸數的壓床跟專用模具進行加工沖壓、折彎成型。

印象中一開始看見 DFM 這個名詞是在塑膠射出產品設計上,

包括肉厚、塑膠流動性、射出製程的壓力、溫度控制等等條件,

透過模流軟體快速去模擬該塑膠零件的製造可行性、弱點與成本效益等。

在一些CAD軟體中就可以選購有塑膠件的 DFM 功能,

讓機構設計工程師可以在設計塑膠件的同時進行簡單的塑膠射出製程模擬來驗證製造的可行性。

例如像 Autodesk 的 Simulation DFM 是用 Moldflow 的核心作塑膠模流模擬,支援包括 Inventor 等3D CAD,可以利用設計中的塑膠件模型快速進行一個簡單的模流模擬。


不過這個軟體在Autodesk官網上已經不太找的到這個產品,有點可惜。


設計、製造技術上的整合有賴經驗的累積,經歷越豐富,自然在設計過程中會將製造的可行性考慮的越仔細。


不過這在創新上有時反而會變成一種不利的限制條件,先考慮製造可行性無形中會限制產品的設計,

例如像某水果牌的音樂播放器採用雷射加工眼睛幾乎看不到的微孔,當內藏的LED光源透過微孔發亮時就可以產生令人驚艷的效果。

水果牌為了創造產品的價值與效果,促成許多以往被認為昂貴的製造技術與設備發展與大量使用,進而降低相關的製造技術成本,

這完全是早期日、台、韓等以製造業為主的技術發展鎖所難以想像,也因此顛覆了相關產品市場,

可說是 DFM 考慮的特別例子,完全不考慮既有技術!!!


參考:

Wiki,為製造設計