機械資訊 762期
文/王正青  臺灣機械工業同業公會 會務總顧問
 
機械工業的範圍包括廣義的機械工業和狹義的機械工業。廣義的機械工業包括：機械設備、電子電機、運輸工具、精密器具業等。狹義的機械工業通常指的是機械設備業，在美國稱為機械業英文是Machinery，另外在先進國家機械設備被視為資本財(Capital Goods)，也被視為耐久性消費財(Durable Goods)。 
 
全球最佳的機械強國代表是德國、美國、日本等。德國的人口8,279萬人，國民所得47,450美元/人年。美國人口3億2,716萬人，國民所得62,850美元/人年。日本人口1億2,623萬人，國民所得41,340美元/人年。
 
美國必定排名世界機械設備的前茅，日本人口是美國39%，機械設備出口是美國86%，但是美國機械設備生產總值是日本2倍以上，主要原因是美國出口占生產比率較低，僅約為三成左右，而日本機械設備出口比重偏高，達到六成以上。歐美先進國家機械業最大的是美國，小而美的是瑞士的機械公會SWISSMEM，也是值得後續追趕上來的國家多加學習的榜樣。
 
美國機械設備2018年出口額1,679億美元，在歐美先進國家排名第二，僅次於德國。其中出口美洲占55%，亞洲占30%，歐洲約占10%，其他市場約占5%左右。
 
依據德國VDMA機械公會發佈的資訊，2017年全球的機械設備貿易額德國占15.9%，中國占13.2%，美國占10.0%，日本占9.6%，義大利占7.3%，前五大合計占全球約六成貿易額。
 
德國VDMA估計，全球2018年機械設備業的營業額為2兆6,000億歐元，前五大生產國依序是：中國大陸、美國、德國、日本、義大利，合計可占全球營收70%以上，前十大可占全球營收80%以上。估計美國2018年機械設備業營收達到3,340億歐元，占全球機械設備業12.8%。
 
1.廣義機械工業占製造業比重
 
廣義機械工業是先進國家最重要的產業。依據德國、日本等先進國家的資料，廣義的機械業占整體製造業一半左右。但是由於美國沒有類似德國VDMA機械公會，日本機械工業連合會等相關的公會，所以在相關領域和生產統計資料等，取得不易。
 
美國在機械領域的強項，主要有汽車業、航太國防、電子電機、半導體業、機械設備等，都是美國最好，最具代表性的全球領先指標性產業。
 
美國各相關單位的製造業資料顯示，商務部在2012年的報告指出，機械設備業營收達到4,074億美元，當年製造業總營收為5兆7,000億美元，機械設備占製造業比重的7.1%。依據美國近年經濟成長情況，估算2018年機械設備生產總值約4,850億美元。
 
而美國在機械設備發展是大國策略，主要是以供應內需市場為主的研發。國家的國土開發和建設受到重視，重點如土木建設機械是強項。又是農業大國，農業機械在全球領先。大國資源豐沛要開採油礦等，又在礦山和鉆油機械位居全球領導地位。
 
另外美國重要機械設備業的發展，由於美國地大物博，物流需求強勁，運搬機械居於領先地位。人民追求舒適環境和食物保存安全，冷凍空調設備需求興旺。為提供便捷的交通工具，發動機的大量生產亦成為主要項目等。
 
半導體產業依美國半導體協會SIA估算，2019年全球半導體生產4,121億美元，美國電機公會估計電機業1,240億美元，消費電子約950億美元。汽車協會發表2018汽車業，銷售額5,454億美元。航太產業協會AIA發佈2018航太國防業，銷售額4,590億美元。
 
美國廣義機械業合計3兆美元。總體製造業估計營收6兆7,800億美元，美國廣義的機械工業占製造業大約30-40%。統計資料詳如表1。
 
2. 美國機械設備業代表性指標
 
機械設備工業是先進國家最重要的產業，依據美國、德國等先進國家的資料，機械設備業占整體製造業一成左右。
 
機械設備業必須支援國家全體製造業，更重要的是支援國防工業，國家的生產事業仰賴機械設備業來提升競爭力，自主的國防工業，也需要國家優良機械設備的支援等。
 
機械設備業的特色就是投資大、回收慢、高技術人才等，機械設備業才是真正的資本密集、技術密集、人才密集的產業，而且機械設備業擁有眾多的中小企業，在美國也有很多的機械設備中小企業，以專業技術來支援汽車、國防航太、農業、礦業等產業的發展。由於機械設備業有較多的中小企業，在真實生產總值調查方面有實質困難。再加上美國並沒有VDMA德國機械公會，另外美國的商務部DOC也很少執行產業的生產統計數據調查等。
 
美國的機械設備業是工程技術人才、生產力最高的產業。在機械企業家數、雇用員工、企業營收、人員生產力、生產總值、出口等均排列全球前列，也是全球最重要的機械設備業。
 
2018年美國的廣義機械工業，估算產業總營收3兆美元，大約占製造業的30~40%，而其中機械設備業約占製造業比重7.1%。機械設備代表性產品，例如：土木工程建設機械、農業機械、礦山和鉆油機械、運搬機械、空調和冷凍機械、發動機和系統等六大代表產品。依據商務部調查2012年合計生產額2,045億美元，當年占機械設備約50%。如依美國國民所得2018與2012比較，增長19%，推估2018年美國機械設備業生產總值約4,850億美元，美國機械設備業各代表指標，詳如表2。
 
2018年美國進出口貿易統計資料顯示，美國存在巨額逆差，出口額達1兆6,660億美元，進口額高達2兆5,408億美元，美國貿易赤字為8,748億美元。
 
美國廣義機械工業2018年出口額為7,495億美元，進口額達1兆1,846億美元，存在逆差4,351億美元。其中僅有一項航太產業享有順差，其他機械類產品都有巨大的貿易赤字。
 
美國2018年機械設備進出口貿易，出口額2,134億美元，占出口12.8%，進口額3,859億美元，占進口15.2%，貿易存在1,725億美元的赤字。表示美國在全球的機械設備貿易，必須要仰賴歐日等先進國家提供高端設備，來協助美國製造業用於生產產品。另外為了降低生產成本，必須由加拿大、墨西哥和亞洲的中國大陸、台灣、韓國等，進口中低端的機械產品，來降低成本和提升競爭力等。有關2018年美國廣義機械占貿易比重，詳如表3。
 
3. 機械設備業代表性產品
 
機械設備產品項目可以大分類，如巨型重型機械產品、產業用機械設備、通用機械、周邊配備、機械另配件等。
 
重型巨型機械設備，由於產品尺寸重量特殊，和加工設備要求有特別規定等，適合由國家和集團企業投資生產。
 
產業用機械和通用機械等，由於產品種類繁多，又必須要符合客戶的特殊需求，生產廠商的產業專業領域要求 ，除少數是大型企業外，很適合中小企業參與生產。代表性產品如：工具機、紡織機械、塑橡膠機械、食品包裝機械、木工機械、電子機械、流體機械等。機械另部件、周邊配備等，由於需要搭配中心廠商的需求，其中需求量大和規格繁多的適合大型企業，其他也多是中小企業參與。代表性產品如軸承和另部件、齒輪和傳動件、治具夾具模具、機械刀具工具、商業機械等。
 
機械設備業必須要支援國家全體製造業，國家的生產事業仰賴機械設備業來提升競爭力，美國是大國的機械設備發展策略，主要是由大型企業主導來研發的機械設備，重點在支援國家發展所需的機械設備，具代表性的如土木建設機械、農業機械、礦山和鉆油機械、物流和運搬機械、發電設備、冷凍和空調設備、發動機等。美國的機械設備業可大分類成20餘種產品，細分類幾千種產品等。
 
美國的機械設備業代表性產業如土木建設機械、農業機械、礦山和鉆油機械，運搬機械、空調冷凍機械、發動機和系統、流體機械、空油壓機械、汽輪機和汽輪發電機組、動力傳動設備、半導體機械、工具機等。
 
另外紡織機械、食品飲料機械、塑橡膠機械、包裝機械、事務用機械、業務用機械、軸承和另部件、治具夾具模具、精密刀具工具、檢驗測試設備等，也是機械設備的代表性產品。
 
4. 美國機械設備的代表性產品生產情形
 
機械設備業必須要支援國家全體製造業，國家的生產事業仰賴機械設備業來提升競爭力，美國的機械設備業可大分類成20餘種產品，目前各項產品的生產情況如下。 
 
美國的機械設備產業，依據商務部在2012年調查生產總額達到4,074億美元。代表性產品依序是：土木建設機械439億美元，占生產額10.7%。農業機械383億美元，占生產額9.4%。礦山和鉆油機械327億美元，占生產8.0%。運搬機械309億美元，占生產7.6%。空調冷凍機械309億美元，占生產額7.6%。發動機設備278億美元，占6.8%，前六大合計2,045億美元，可占當年全部生產總值一半以上。 
 
其他產業機械222億美元，占5.4%。其他通用設備213億美元，占5.2%。其他設備和服務業機械181億美元，占4.4%。 
 
幫浦和系統165億美元，占4.1%。汽輪機和汽輪發電機組163億美元，占4.0%。空氣和氣體壓縮機103億美元，2.5%。流體動力機械102億美元，占2.5%。半導體用設備101億美元，占2.5%。 
另外其他金屬加工機械86億美元，家用和花園用拖拉機械80億美元，工具機76億美元，治具夾具和精密刀具75億美元，工業用模具61億美元，其他如印刷和造紙機械、食品飲料和包裝機械、金屬加工和鋳造機械、紡織機械、塑橡膠機械、事務用機械、業務用機械、檢驗測試設備等，有關2012年美國機械設備業生產統計資料，詳如表4。 
 
5. 美國機械設備業全球前茅的代表性項目
 
依據德國VDMA機械公會的評估，在2015年機械設備全球貿易，美國在動力機械占全球貿易21.0%，整廠設備占16.1%，礦山機械占24.7%，這三項排名全球出口第一。 
 
美國在半導體用設備出口占全球貿易的23.4%，流體動力設備占16.3%，農業機械占13.4%，閥類和管件類占13.2%，發動機和系統占12.7%，5項排名全球出口第二。 
 
另外美國土木工程建設機械占貿易的11.6%，空氣運輸技術和設備占10.4%，材料運搬技術和設備占10.4%，壓縮機和真空系統占9.7%等4項，排名全球出口第三位。 
 
美國機械設備在全球貿易，最具代表性的是礦山開採機械設備，2012年生產值327億美元。依德國VDMA評估2015年全球貿易額為267億歐元，美國占24.7%，排名全球第一，主要出口市場是中國大陸、北美洲、中南美洲、澳洲等市場。 
 
美國機械設備在全球貿易，頗具代表性的是動力機械，2012年生產值163億美元。依德國VDMA評估2015年全球貿易額為398億歐元，美國占21.0%，排名全球第一，主要出口市場是北美洲、亞洲、歐洲等市場。 
 
另外機械設備在全球貿易，美國頗具代表性的是半導體用設備，2012年生產值101億美元。依德國VDMA評估2015年全球貿易額為420億歐元，美國占，23.4%，排名全球第二，僅次於日本。主要出口市場是日本、台灣、中國大陸、韓國、新加坡等市場。 
 
另機械設備在全球貿易，美國有代表性的是農業機械，2012年生產值383億美元。依德國VDMA評估2015年全球貿易額為458億歐元，美國占13.4%，排名全球第二，僅次於德國等，主要出口市場是北美洲、中南美洲、歐洲、中國大陸、泰國、印度等市場。 
 
另外機械設備在全球貿易，美國頗具代表性的是土木工程建設機械，2012年生產值 439億美元。依德國VDMA評估2015年全球貿易額為759億歐元，美國占11.6%，排名全球第三，僅次於中國大陸、日本等。主要出口市場是北美洲、中南美洲、亞洲、歐洲等市場。 
 
另外美國的軟體產業如機械加工用CAD/CAM亦是全球第一的產業，依據美國AMT公會，在美國最大工具機展2018年芝加哥IMTS展覽會統計資料，美國在全球機械加工用軟體，已經大幅度領先歐日等代表性廠商，有關美國機械設備在全球貿易前茅項目，詳如表5。 
 
6. 美國工具機產業產銷情況
 
美國機械設備最具代表性的產業公會AMT美國製造技術協會(Association for Manufacturing Technology)，原本僅有工具機產品，為增加產業發展範疇改為製造技術，亦即不會受到產品的限制，將製造業所需生產的技術全部納入考量。AMT最重要的活動，就是偶數年在美國芝加哥舉行的IMTS展覽會，今年2020年9月舉辦全球最大規模的工具機展。 
 
美國在工具機產業的產業鏈不很完整，美國的汽車業、航太產業和美國的工具機產業沒有很深的依存關係，美國的汽車產業設備採購，多數是採用國際標，由全球各地工具機廠商參與投標，美國汽車業的全球採購領先所有汽車大國，不同於德國、日本等先進國家，其汽車業與工具機產業的關係密切，並且德國、日本工具機和汽車業依存度非常。 
 
依美國AMT所發佈的工具機產銷資料，最近十年的產業統計，在2012年消費達到最高峰的100億美元，當年自給率僅37%。消費最低的是2009年適逢金融風暴，消費額不足50億美元，當年自給率僅49%。美國的工具機市場近年進口占六成以上，本身自給能力僅為三成左右，亦即本身自給能力較低，必須得仰賴進口產品支援汽車、航太產業的生產。美國進口主要來源是德國、日本、台灣、韓國、義大利等。有關美國工具機生產出口進口消費統計，詳如表6。 
 
美國在工具機產業看起來較德國、日本為差，但是真實的一面，美國的軟體產業很強，在工具機產業的研發、設計CAD、加工CAM、分析CAE等，產業界所使用的軟件，絕對多數都會採用美國的產品，業者所需支付的軟體費用金額巨大，但是都不會計算在產業界的交易金額。 
 
依據先進國家的專家評估，目前工具機產業的成本結構機電比率約為7比3，專家預估機械硬體持續下降到僅約占成本的三成，而電子電機軟件等，會快速上升到占成本的6~7成左右。 
 
人學習操控機械設備的時代即將過去，用軟件操控設備正在快速發展。採用AI來促進機械設備提升操控功能正在進行，美國在機械設備軟件方面，領先全球，也是先進國家要急起直追的最強競爭對手。 
 
7. 美國2019年機械設備出口市場
 
美國機械設備業2018年出口額1,681億美元，較上年增長4.7%。去2019年出口1,631億美元，較上年減少3.0%。其中出口美洲約占55%，亞洲占30%，歐洲約占10%，其他市場約占5%左右。 
 
美國機械設備2019年出口市場，加拿大排名第一出口值375億美元，占全部出口的23.0%，較上年同期減少2.2%。墨西哥排名第二出口值287億美元，占總出口額17.6%，較上年同期減少2.1%。中國大陸排名第三出口值111億美元，占出口額6.8%，較上年同期減少8.6%。 
 
其他餘依序是出口韓國58.8億美元，占3.6%。出口日本58.1億美元，占3.6%，德國出口54.3億美元，占3.3%。出口台灣50.8億美元，英國49.2億美元，新加坡42.0億美元，巴西40.4億美元，澳洲39.3億美元，荷蘭31.0億美元等。 
 
前12大出口市場可占美國出口七成以上。美國機械設備出口國家別統計分析，詳如表7。 
 
8. 美國2019年機械設備業出口產品
 
美國執世界機械設備的牛耳，美國機械2018年出口額1,681億美元，是近年最佳出口紀錄。其中出口美洲占55%，亞洲占30%，歐洲約占10%，其他市場約占5%左右。 
 
機械設備工業是先進國家最重要的產業。依據美國、歐盟等先進國家的資料，機械設備業是支撐國家整體製造業的基礎。美國機械設備出口強項，在引擎系統如飛機用發動機，發電設備如核能發電，整廠設備如石化產業，土木建設工程機械，高科技產業的半導體用設備等。 
 
美國的機械設備業代表性產品項目，2018年出口額1,681億美元，去2019年出口額1,631億美元，較上年減少3.0%。代表性產品排名第一鍋爐和原動機出口額345億美元，占總出口21.2%，較上年增長1.3%。第二化工機械出口值181億美元，占出口11.1%，較上年增長1.3%。第三半導體和面板用設備出口額154億美元，占總出口9.5%，較上年減少15.2%。 
 
其他餘依序是流體機械出口額149億美元，占出口9.1%。建設機械出口額136億美元，占出口8.4%。閥類出口額121億美元，占7.4%。機械另組件出口額85.3億美元，特殊功能機械出口額74.7億美元等，這8個產品，約可以占出口額七成左右。 
 
另外造紙印刷機械出口值58.6億美元，空調冷凍設備出口53.5億美元，運搬機械出口值52.7億美元，食品包裝機械出口32.5億美元，工具機出口值24.0億美元，工具機另組件22.1億美元，塑橡膠機械出口值14.7億美元，紡織和製鞋機械出口值14.5億美元也頗具代表性。 
 
有關美國機械設備業各產品 目出口額，詳如表8。 
 
9. 綜論－美國機械設備業名列全球前茅產品
 
機械設備工業是先進國家最重要的產業。依據德國、美國等先進國家的資料，機械設備業是支撐國家整體製造業的基礎。 
 
美國必定執全球機械設備的牛耳，日本是美國人口39%，而出口是美國的86%。但是美國機械設備生產總值是日本2倍以上，主要原因是美國出口占生產比率較低，僅約為三成左右，並且日本機械設備出口比重偏高。達到六成以上。 
 
美國在全球機械設備業最強的應該是軟體產業，其軟體居於全球最領先地位，特別的是在資訊和通訊領域，更是全球主導地位。美國的軟件在各領域已經是遠超過硬體。在機械產業的研發、設計CAD、製造CAM、分析CAE等，都已經是美國軟件主導全球產業的發展了。而未來的工業4.0，需要更多的軟件，來協助各製造業進入智慧製造的領域。預估未來的機械設備產品，硬體占成本將會下降至一半以下，而電子電機、軟件等可以占到6~7成左右。 
 
特別的是美國在半導體和電子機械等2019出口154億美元，較上年減少15.2%，美國在半導體設備位居全球領導地位，目前全球設備的主要來源是日本、美國、荷蘭等。而且生產基地主要是在美國和東北亞的國家，生產投資大而需求旺盛，競爭者來自美國、日本、台灣、韓國、中國大陸等。美國設備強的最主要原因是美國本身可以主導半導體產業，特別的是在半導體產業的設計和軟件研究開發方面，在美國有很多企業可以試驗，也就是美國企業可以持續研究發展這種機械設備。 
 
美國是全球機械設備業排名前茅的生產和出口國，特別的是在高端機械設備產業，美國的技術工程能力、技術人才、系統整合等。 
 
但是在產業機械設備由於文化、飲食習慣等，和德國存在差距，以歐美國家為主的，如食品包裝、木材加工、塑橡膠加工、紡織品等產業用機械設備，則明顯的落後在德國之後，分析主要原因是德國和歐洲是這類生產企業的源頭，而西方主導的傳統產業，主要是在歐洲，而這些產業用設備，亦就更適合在德國和歐洲研發了。 
 
第一次產業革命，人就開始學習操控機械設備，這樣的時代即將過去，現在工業4.0的智慧製造，必須要採用軟件操控設備正在快速發展，在不久的未來，採用AI來促進機械設備提升操控功能，即將快要到來。美國在機械設備用軟件方面，已經大幅領先歐亞各先進國家，美國的機械設備用軟件亦是其他先前國家，要急起直追的最強競爭對手。 
 
 
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