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智能石材加工技術現況分析報告

智能石材加工技術現況分析報告

一、  市場背景說明

1.       國內產業簡介

依據石材加工業者在產業供應鏈中分工項目可區分為:上游採礦業中游石材加工業(一次加工業、二次加工業),以及下游建築應用建材安裝[1],如圖1所示;其中,中游的石材加工業將上游採礦的天然原石(包括大理石、花崗岩、砂岩等品類)經由鋸台切割、修邊、定厚等加工程序製成石板,再經由研磨拋光、表面防護等後處理工序,邀石板儲存。加工後的石板可廣泛應用於下游的各類建築的內外部裝飾上的建材,如住宅、商辦、廠房、文教醫療等建築物,因此石材產業極具有發展潛力。


  

1. 國內產業供應鏈簡介

2.       加工設備市場現況

Stone World針對2020年石材相關產業的購買計劃調查發現,業務持樂觀態度,其調查結果表明,大型機械和管理軟件是許多製造商的重中之重。有些製造商計劃在2020年投資技術,如圖2所示,顯示仍有不少製造商願意購買新設備來提高產品質量/可靠性,其他考慮因素是可用性、價格、技術支持度、品牌/公司聲譽等。

2. 2020年銷售採購預測

近年來,製造業的熱門話題圍繞在工業4.0智能化自動化等,因而促進各國產業升級,石材產業也不例外,部份指標性大廠蘊釀啟動石材業的工業 4.0和義大利石材產業透過自動化的轉型解決缺工以及產能無法提升等問題。財團法人石材暨資源產業研究發展中心(以下稱石資中心) 過往藉由政府專案計畫,已輔導石材業建立石材加工自動化、品質監控系統、虛擬行銷等技術能量,已為石材加工業4.0奠基自動生產[2]

二、  技術現況分析

為瞭解智能石材加工技術現況,故針對中游的石材加工業的切割機、拋光研磨機、表面修補處理、表面防護處理以及倉儲管理等運用技術,進行專利檢索分析。將石材加工技術主要分類可分為五個項目,表面修補技術磨床研磨表面貼合防護處理智能化石材整機控制智慧化石材整廠流程控制

1.      專利檢索策略

先針對相關石材一次和二次加工技術領域,以分析在該相關領域中的表面修補技術、磨床研磨、表面貼合防護處理、智能化石材整機控制、智慧化石材整廠流程控制技術,其所具有的地位及其應用,以促進判讀專利資料時之準確度。設定檢索的國家範圍包含中華民國、中國、美國、歐洲以及日本,且此次所採用的檢索工具為美國Derwent Innovation,而專利檢索時間為2000/01/01-現今,以協助檢視專利的內容,並建立完整的專利分析。


 

2.      專利地圖巨觀分析

此次專利檢索係針對中游的石材加工業的切割機、拋光研磨機、表面修補處理、表面防護處理以及石板倉儲管理,並針對相關主要廠商進行檢索,國別主要鎖定中華民國中國美國歐洲以及日本進行專利檢索分析。依據檢索出的專利內容進行判讀後,將主要專利技術分類分為五大項目,如圖3所示,

3. 智能石材加工技術魚骨圖

3.       歷年技術數量分析

在石材加工技術的主要技術歷年數量如圖4所示,可看出各個主要技術歷年的數量變化。表面修補技術在2005-2007年發展較為旺盛,因專利權人TONCELLI LUCA在此期間針對Breton的複合石板進行表面修補,並透過國際優先權方式申請多國專利。磨床研磨技術在2002年數量最多,但2004-2008年數量大幅減少,近年2012-2016年間又開始持續成長,顯示此類技術在近年有所突破並有產品生產,如義大利大廠BretonSIMEC研發多種軌道研磨的拋光機。表面貼合防護處理技術在2000年發展最為強盛,主要是國際大廠PROCTER & GAMBLE(寶僑)申請WOPCT/US00/16349並透過國際優先權申請多國專利,對應的中國大陸專利CN1232593C「用於改性硬表面的塗料組合物」,以提高所有硬表面,包括但不局限於玻璃纖維,塑膠,金屬,玻璃,陶瓷,木材,石頭,混凝土,柏油,礦物,和油漆表面的各種性質。智能化石材整機控制技術在這20年間都有廠商投入研發能量關注此技術課題,顯示智能化控制是一技術發展趨勢智慧化石材整廠流程控制技術雖不像前述技術發展旺盛,但近年中國大陸廠商對自動化及雲端技術發展快速,因此涉獵此技術下的自動化搬運/生產、雲端產品銷售平台整合以及物聯網系統技術。

4. 主要技術歷年數量分析圖

三、  結論

近年來研磨技術仍持續成長,如國際知名設備廠BretonSIMEC研發多種研磨方向的拋光機,並透過智能化控制技術提高操作便利性解決因人力空缺導致專業人力不足,進而提升業者採購意願顯示導入智能化控制來簡化傳統石材加工介面,降低因專業人力空缺產生的技術發展瓶頸,實為技術發展的主要趨勢。而中國大陸廠商對智能石材加工技術布局,不如歐美廠商,近年往石材整廠流程中相關智慧化技術持續發展,如自動化搬運、倉儲管理、雲端銷售平台等。

但隨著智能石材加工技術逐漸成熟,其技術發展空間也逐漸不足,故我國石材加工業若想其往智能化控制、自動化噴塗機台等技術、磨床研磨的驅動結構/控制、研磨頭設計等技術、智慧化石材整廠流程控制的自動化搬運/生產技術等相關技術,進行深入研發,須小心避免落入他人的專利權範圍,依現有義大利廠商與中國大陸廠商在智能化控制技術發展趨勢中可發現,現階段所發展的技術較缺乏對刀具、磨頭、馬達...等耗材壽命預警的智能監控與預警技術研發,若能藉由發展相關智能監控及預警技術來布局其領域的技術缺口,同時透過與國外大廠之合作廠商關係,以共同合作研發技術、併購、授權等方式突破目前專利困局,取得技術布局優勢。

另外,表面貼合防護處理及表面修補技術等技術因受限於材料開發應用時程較長導致其技術發展為緩慢,可藉由石資中心原有表面修補技術相關專利,導入現今新興材料技術持續研發石材業者所需的核心生產技術,加強布局相關領域的技術成果,透過國際優先權來增加技術專利強度,即可達成長遠發展的目的



[1] 資料來源: 102年度台灣製MIT微笑產品生產工廠品質管理系統建置指引,石材產業,第8頁,2013年12月出版。

[2] 資料來源: 游青雲,台灣石材產業起跑 奔向工業4.0,2015年5月23日http://www.touchmedia.tw/?p=272489

 
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