國際經貿版圖變化劇烈，近年貿易戰引發科技戰，導致國與國之間的產業競爭加劇。衍生的現象是市場佈局分散化造成供應鏈移轉、歐美國家打造製造業生產基地、製造業發展在中國之外尋找第二生產平臺、少量多樣生產的智慧製造模式……。

多年前放棄製造業的歐美國家，也漸漸體認到「製造業強大，國家則強大」，在重拾製造業的過程中，挑戰亦隨之而來，包括原料成本上升、人力不足、勞動力高齡化、環境污染、氣候變遷、逆全球化等現象，這些對製造業帶來不確定性，特別是勞動人口不足的問題。

「缺工」躍升為全球化的新常態危機

全球管理顧問公司Korn Ferry估計2030年全球面臨超過8,500萬的人力短缺，這個數字相當於目前整個德國的總人口數。美國因送貨司機的人力短缺，物流公司UPS向每位送貨司機祭出高達17萬美元的年薪。亞洲的國家也遇到挑戰：日本高齡人口占總人口已達24％、韓國生育率為全球最低、臺灣人口進入負成長、至於東協、南亞國家如新加坡、印尼、馬來西亞、菲律賓、印度的勞動力，同樣愈來愈難以掌控。

缺工將是未來幾年的全球危機之一，為了補足勞動力短缺，許多國家紛紛放寬簽證要求，以吸引海外人才。甚至還有政府修改法規，將退休年齡延長，用更年長的勞動力補足缺口。以日本為例，高達四成的企業仍雇用年齡超過70歲的員工，這個比例是十年前的兩倍。

根據中華民國勞動部的統計資料，臺灣在2023年底製造業的移工人數為39萬6,473人，不過整體製造業的勞力空缺人數仍達8萬人以上，欠缺勞力的工作性質多是3K工作：骯髒きたない（Kitanai）、危險きけん（Kiken）、辛苦きつい（Kitsui）。若一直依靠移工的勞力與老師傅（資深作業員工）的經驗，製造品的品質與效率不一定能長時間地保證穩定。

從勞動人口不足的問題，加上前幾年疫情期間斷鏈的危機，啟發製造業思考建構更具韌性的生產體系，而關鍵之一的解法是發展「智慧製造」。機器人在智慧製造中是一個運籌的靈活工具，可自動化執行高危險性的製程，有助於降低職業災害，也可彌補產業就業人口不足。

透過高度客製化、分散式生產方案，來滿足持續進化的製造需求，全球許多國家持續發展自動化、智慧化、無人化製造應用方案。像是導入智慧機器人與製造應用AI系統，使用穿戴式外骨骼機器人（Wearable Robotic Exoskeleton）等來提高虛擬勞動人口數、人員作業能力。或是建立數位領域知識，例如：多機器人的協同作業，將資深員工的經驗複製並傳承。由此可見，機器人在現今的製造系統中，已是一個智慧化的生產工具，它的發展趨勢是以靈活度更高的樣貌輔助生產力提升。

工研院「2035技術策略與藍圖」規劃，助攻提升臺灣的生產力韌性

工研院「2035技術策略與藍圖」之中「韌性社會」涵蓋甚廣，主要是透過成熟技術組合與新興技術研發，從智慧化、多元化、分散式、替代性的角度切入，強化社會對突發風險及長期壓力因素，進行預警、因應、備援與復原的能力。

在韌性社會的面向，工研院收斂三個次領域，分別是「基礎設施韌性」、「資源能源韌性」、「生產力韌性」。其中的生產力韌性，著墨於製造勞動力、生產設備及組件，目標是協助臺灣及早因應未來在少子化和高齡化夾擊下形成的缺工問題。

在生產力韌性相關技術的規劃，短期目標透過發展人機協作、勞動力調度及AI技術、人員增能技術，提高生產效率；中期計畫建立領域數位知識、多機器人協同作業以及代操協作平臺，提升製造端敏捷應對能力；長期願景將發展多種機器人智慧共融技術、機器人自主修復與AI自適應學習等技術，以提升生產力韌性與跨國協作能力。

近年隨著人力成本高漲以及對於生產品質的要求，生產製造自動化扮演的角色更顯重要。2035韌性社會相關技術藍圖規劃重點之一是發展以AI技術加持的智慧機器人，機器人不但能被簡易快速的上手操作，還能將製造工藝以數位化的技術傳承下來。我們想以此解決製造業導入機器人所面臨的瓶頸，並克服因人口減少衍生的勞動短缺壓力。

以機器人的技術發展演變來看，從高重複精度、可靠性、安全性到價格競爭；當多數的機器人製造商都能推出高精度、安全性的產品時，競爭的基礎就會移轉到靈活度、彈性及成本。

工研院開發快拆式關節機器人，榮獲全球百大科技研發獎

傳統機械手臂，一直是全球製造業的重點導入設備，其堅固的結構和高承載能力，使其在許多結構化的工業場景中得到廣泛應用。但是面對新的生產需求時，往往需要進行大幅度的重新配置和調整，導致延長生產線的停機時間，連帶影響生產的效率。

為了使多軸關節機器人在非結構化的環境裡能被靈活應用，機器人必須能有被快速調整的型態與配置的機制，因此工研院發展出可快速拆解組裝的模組，以此模組能組裝出不同類型的機器人。

工研院開發出快速組裝關節機器人，又稱快拆式關節機器人（Detachable Joint Robot System）如下圖所示，技術採用馬達、減速機、驅動器、編碼器、煞車器設計整合成一體，克服目前市面上機器人配線與電控箱體積過大的問題，並結合國際通用的工業網路協定標準，實現機器人的輕量化與一體化。

快拆式關節機器人的特色與創新亮點有：

• 可彈性適應各種產業，從實際需求考量建構機器手臂應用。
• 模組化設計，可調整自由度與臂長，提高機器手臂稼動率。
• 具備機器人關節快速拆換機制，僅需替換有問題之關節模組，降低維修費用與時間成本。
• 具備可視化程式編輯系統，降低使用者操作難度。
• 具備機器手臂順應教導功能，讓使用者以拖拉方式將手臂移動至目標點位。
• 機器人高精度提升技術，可提高受控手臂定位精度。

由於快拆式關節模組已將所需元件整合，可減少各元件間的溝通、配置、配線及繞線等問題。機器人的關節模組化設計，可讓機器人擁有任意組裝及重新調整硬體配置，具備不同動作型態的功能，此技術最大優勢在於可彈性應用於不同場合、節省系統重新建置之成本。

有別於以往傳統的機械手臂，快拆式關節機器人可快速因應市場變化及不斷變化的需求，短時間內調整機器人型態和產線配置的能力。快拆式關節機器人適用在加工業、電子業物料檢測、醫療業的手術輔助，還能作為人形機器人的肢體。擁有多項優勢及技術創新的工研院機器人技術，已獲全球百大科技研發獎（RD100）肯定。

工研院的快拆式關節機器人透過軟硬整合技術展出高度的智慧自動化，應用在醫療器材產業，可精準研磨比不鏽鋼硬3倍的鈦金屬人工關節，讓關節表面更細緻，延長使用壽命。應用在機械金屬加工業，執行傳統廚具或衛浴設備水五金器具的研磨拋光，將傳統製造須仰賴豐富人工技能經驗的工法完全讓機器人傳承。快拆式關節機器人也可滿足少量多樣彈性

的生產需求，例如：手機生產線，以它來完成組裝或焊接檢測等工作。工研院快拆式關節機器人技術已與國產品牌機器人業者合作，用於3C產品的組裝生產，此技術方案能克服傳統機器人調機繁瑣、工藝傳承難等問題。

工研院研發出的快拆式關節機器人特點在於機械臂的關節可快速組裝、機器人擁有精密控制的技術，且能變化出高荷重、多軸數、大範圍等不同型態。相較於國外機器人業者的機器人產品，它有更輕、荷重比更高、扭力體積比更高、隨插即用的特點，能滿足中小企業少量多樣、彈性生產需求，更能協助企業發揮導入機器人應用的價值。

結語

工研院的機器人技術未來將結合更多的AI功能，除了可以更容易的操作外，更要幫助傳統中小企業的員工能快速上手。

工研院未來將持續配合科技專案，引領臺灣廠商投入更精密且可量產化的機器人產品。也會不斷建構智慧自動化的關鍵技術，在國際上樹立臺灣發展智慧化、高精度化、複合化機器人產品的典範，提升產業整體國際競爭力。

圖8.可靈活快速組成機器人的關節（圖片來源：工研院機械所）