2011/09/06
地球圖示 工業用閥產業研發聯盟結案報告
管理者 於15:39:30發表 |  結案報告
 

1.產業發展歷程

(1)、產業形貌

產業發展歷程  (起萌、成長、穩定、衰退期之關鍵影響因素)

        國內製閥業者約200家,工業用閥之生產集於中北部地區,其資本額大都在2000萬元以下,台灣整體閥產業就業員工約在9600人左右,屬於中小企業經營之型態。國內閥製品依賴出口比例很高,達到70%是以外銷為主之產業,如圖一及圖二所示,主要市場為歐美國家,佔主要出口地區之65%以上,而大陸市場之比重有逐年增加之趨勢。在產品部分,主要以鑄件生產為主,以銅、不鏽鋼、鑄鐵、及鑄鋼為材料,產品型態以球閥、蝶閥、閘閥及球型閥為主。

         國內業者主要採代工方式生產,部分較具規模的業者採自有品牌的方式經營,如進典、捷流、偉允等公司亦均採用自有品牌的經營模式。但受限於中小企業規模,同時製閥業本身資金及人才不足下,面對急迫性轉型升級過程中,亟需政府提供相關輔導協助。

        為符合國內外產業需求及擺脫新興國家產品低價競爭,須尋求技術及市場的突破,以產品昇級為策略目標,主要以開發高值化(低逸散、流量控制應用、高溫高壓環境及超低溫環境應用)工業用閥為方向,其中又以流量控制閥之產值為最大。

a.特殊用途型之工業閥件閥,如流量控制閥、高性能蝶閥、旋轉閥等。

b.高價值高競爭性工業用閥,如超低溫閥、高溫高壓閥及金屬閥座球閥。

c.生技食品用閥,對於製程閥件之潔淨度要高,如潔淨閥等。

        今日工業發展迅速,全球能源之使用量急劇上升,先進工業化國家,無不以提高製程系統之溫度與壓力來建造新的發電廠、化學及石化工業,並積極推廣能源之再生利用。為厚植工業之競爭力,化學與石化工業大都邁向大型電腦化及連續性之現代化製程,以降低輸運成本,並將餘熱轉為汽電共生利用,新時代發電廠/石化廠之規劃,充份考慮能源效率、環境污染防治、公共安全、電腦控制及自動化等多方面之技術,在高溫、壓力、腐蝕條件愈來愈嚴苛之管線系統需求下,高功能閥之選用與操作己成重要之課題。

        一般而言,高功能閥大都用於電廠/石化廠關鍵之設備上(例如:汽機、主蒸汽管線之出入口、高溫鍋爐、原料輸送管線等),其操作及使用安全上,必須非常小心,以避免造成重大災害。在高溫、高壓系統下,閥類材料變化之考慮因素不同於常溫,各組配與固緊用零件,在高溫時之尺寸與強度變化亦不容忽視,所以,不論是閥之設計者、管線設計者,甚至安裝、操作、維修等人員,都有必要充份瞭解電廠/石化廠用閥之各種特性,及設計要點。

        電廠/石化廠中所使用的各類型式、尺寸用閥其數量多達數千個,而為了經常變換電廠/石化廠用閥的開度、遙控和自動化驅動所需,其中相當數量之電廠/石化廠用閥裝設有驅動器。一般而言,電廠/石化廠用閥所包含之閥與驅動器之類型與功能,與其他應用領域如食品業等並沒有太大的差別;換句話說,其設計原理、使用準則及注意事項等大致都是相通的。

        電廠/石化廠用閥裝設係為使管內流體得以關斷、開啟、調整流量及壓力管制流程等,並可用於緊急及安全洩放功效上,驅動器則係協助電廠/石化廠用閥於限制時間內或操作員不須在現場即可直接控制電廠/石化廠用閥開閉動作之驅動裝置;因此電廠/石化廠用閥或其驅動器設計選用不當或功能異常,將導致工作流體失控,輕者會造成工作流體的損失及能源的浪費,重者將造成設備損壞及機組當機等事故,故不得不慎。

        由於以往國內所生產之傳統閥類僅應用於電廠/石化廠次系統管線,附加價值較低,對於條件嚴苛之主系統管線則無法符合其需求,因此藉由研發聯盟共同合作,針對高功能電廠/石化廠用智能環保控制閥進行研發,結合基礎研究、應用研究、產品設計及專利開發等技術,提昇電廠/石化廠用閥領域,培養研發能量與開發技術,使國內製閥業及早跳脫傳統設計製造模式,朝向高附加價值、高技術層次產品發展,同時避免高功能電廠/石化廠用閥被國際集團所壟斷,影響電廠/石化廠成本及品質。

        電廠/石化廠所包含之系統相當龐大,以火力電廠為例,主系統包括給水系統、蒸汽泵浦及蒸汽管線系統、鍋爐循環供給泵浦系統、渦輪機及加熱器系統、渦輪機旁通系統、水處理系統、冷凝水系統和冷卻水管線系統等,各項系統都必須藉由高功能閥加以控制,其數量頗為可觀,操作條件雖各有不同,但皆面臨如振動、噪音、氣渦(Cavitations)、閃化(Flashing)及管路高度落差、高壓差等嚴苛環境(Severe Service)因素影響管線流量穩定性,進而影響運轉效率,因此電廠/石化廠用閥的性能及品質好壞極為重要。

        以往國內電廠/石化廠主要系統之高功能閥大多採用國外產品,一方面是國外具備較佳之設計開發能力,另一方面是產品具備國際認證得以確保品質,但近年來由於國際市場重整,許多國外大廠紛紛進行併購策略,認證程序不夠嚴謹,致使許多產品於韓國、中國大陸、印度或東南亞等地製造,不僅品質低落,而且價格昂貴,造成電廠/石化廠運轉風險,若長此以往,國內優良之製閥業將無法生存而外移,勢必造成價格壟斷,電廠/石化廠建置及維護費用急遽攀升,影響經濟層面甚廣。

      我國製閥產業近年來因受大陸及東南亞閥製品低價競爭,加上國內廠商惡性競爭,使國內製閥廠商目前所面臨的是內、外雙重壓力。再加上部份廠商外移大陸設廠,以至於國內閥製品產量逐年衰退。研發聯盟公司為了根留台灣,放眼世界,致力投入研發高附加價值產品市場已經是不可逃避的唯一途徑。國內「高性能流量控制閥」市場向來為國外產品所獨佔,對國內製閥業者來說是一塊極待開發的處女地。近年來國內電子產業蓬勃發展,石化業、鋼鐵業、造紙業、食品業對於控制閥的需求量相當高,除了在國內銷售外,並且可外銷至日本及中國大陸,由於其單價為傳統閥門之5~10倍,必可提升國內閥製品產值。因此,發展高性能流量控制閥可將產品推向國際的舞台,而聯盟公司的研發能力也可從PTFE球閥提昇至Metal Seat控制閥,進入高階控制閥產品的領域。

(2)、高性能流量控制閥結構特點:

a.控制閥有各種不同類型,它們的適用場合不同,因此,應根據工業生產過程的要求合理選擇控制閥類型。

b.套筒導向:採用套筒導向,有利於對中,有利於降低摩擦,有利於降噪,有利於流量特性的互換。

c.平衡式閥芯:為降低執行機構推力或推力矩,採用平衡式閥芯是重要的,它對系統的動態性能也有改善。

d.一體化閥芯和閥座:為克服雙座閥密封性差的缺點,採用相同材質的一體化閥芯和閥座組成閥內件,將洩漏量和不平衡力同時減到最小。

e.密封和摩擦:密封性能和摩擦性能是矛盾的兩方面,控制閥設計中不僅要解決密封問題,對摩擦和壽命等性能指標也必須重視因此,近年來,填料函和填料結構的研究得到重視,旋轉型控制閥得到較廣泛應用。

f.降低雜訊:採用多種方式降低控制閥雜訊,例如,採用降噪套筒和閥芯,採用多級閥芯,採用降噪限流板,採用擴展器等。

g.採用與管道同直徑的控制閥和限制流通能力的閥內件:利於降低閥入口壓力和出口流體流速,不需安裝異徑管等附加管件,有利於降低成本,通過更換流通能力大的閥內件,可擴展流通能力,通過選用限制流通能力閥內件可糾正計算口徑過大的錯誤。

h.在數位化資訊化時代,將較多採用智慧閥門定位器或通過數位控制器等實現非線性規律,補償被控物件非線性,將較少選用控制閥流量特性來補償被控物件非線性。

(3)、未來三年控制閥產業市場預估:

2012年全球控制閥市場將超過60億  (資料來源: http://china.toocle.com生意社)

回顧在2006年至2007年間,全球控制閥市場再一次實現兩位數的增長率。強勁的收入增長預期將在未來的五年內持續6%的複合年增長率(GAGR)。根據ARC諮詢公司的研究表明,控制閥市在2009年達到48億美元,2012年預計將超過64億美元。控制閥供應商在2010年第一季度繼續經歷強有力的收入增長,雖然北美和歐洲市場有所放慢,但對供應商沒有造成什麼影響。在發展中國家,如中國、印度和中東地區,以石油和天然氣部門為主均有較高的需求量儘管擁有強勁增長的機遇,挑戰依然存在。

中東的石油投資繼續推動市場增長--在2008年全球經濟受金融風暴大環境的影響下,雖然國際原油期貨價格曾一路跌致45美元,然而控制閥供應商繼續贏得在石油和天然氣開採、煉油及石化行業的大型專案訂單。獲利于全球持續的高油價,作為控制閥產業的最大消費群體:石油與天然氣公司得到充足的資本去增加生產和煉油的能力以滿足市場的需要,這種趨勢一直呈上升狀態。而高價的石油也讓石油和天然氣公司開始提高現場設備的智慧化水平,以改善他們的監測過程、防止產品損失以及優化生產,而智慧化的過程恰恰不能缺少控制閥的身影。2009年全球的控制閥市場受到金融風暴的影響減小,到達2012年時增64億美元仍大有可為。

(4)、聯盟定位與產業聚落之關係:

        本計畫係進行「高性能流量控制閥研發聯盟」之輔導與服務,中北部地區一向為我國流量控制閥產業發展重鎮,主要之流量控制閥廠商為進典、捷流、偉允、東光、芊信及瑞泓公司,且該產業之地區集中度相當高。其產值共佔國內閥製品產值之17.6%。以往主要以提高生產效率、降低交易成本作為主要競爭手段,近年面對韓國與中國大陸等地區挾價格、成本與資本投資等優勢,產業面臨空前競爭壓力。

        本計畫整合高性能流量控制閥產業,參與廠商皆屬於各類流量控制閥之專業製造廠,分別具有不同之產品型態,但透過共通之產業價值鍊缺口技術能量導入,可協助中北部製閥業者進行高性能流量控制閥等差異化高值化產品規劃。再者,推動聯盟業者運用政府研發補助專案計畫,如SBIR等進行創新產品開發,再藉由加強整合性行銷輔導與服務,促成產業群聚與國際知名品牌鏈結,掌握國際大廠高值化產品訂單機會,加速升級轉型為創新型產業群聚,發揮群聚競爭優勢,提高產業附加價值。

 

2.本年度計畫

2.1 產業現況

        全球閥製品產業狀況:

        根據2009年Freedonia Group分析指出,全球閥製品市場需求於公元2004年達620億美元,年成長率為5.37%,到了公元2014年預估將達到826億美元的規模,期中以亞太地區的成長最令人矚目。全球閥製品產值前六大業者,包括Tyco、Emerson Electric、Invensys、Dresser、Crane等,均為歐美日等國之廠商,各集團均有其利基產品及特色,Tyco及Crane以傳統閥見長、Dresser則以控制閥為主、Emerson Electric則以製程系統整合見長,但全部產量僅佔全球閥製品產量14%,故閥產業的集中性非常低。

        產業結構分析:

        其他中小型公司透過利基市場及產品區隔,朝特定產品方向發展,使得全球製閥專業分工更區明顯,例如Velan以高溫高壓閥為主、CCI生產電廠用控制閥、Parker以半導體製程用閥為主、VAT則以真空用閥為主。

        在技術方面由於產品設計已逐漸成熟,各大廠除掌握產品相關技術外,朝向系統整合設計方向發展,透過網路系統及DCS系統進行產品、系統及製程之整合設計,提供使用者Total Solution,其中以Emerson Electric集團最具代表。

  在工業用閥方面,大陸製閥品主要屬於傳統手動操作之閥製品,但其產品可靠度及壽命不足,價格在國際間仍無法提升,屬低價位產品,但挾其價格優勢,也造成整體市場之威脅。各國看準亞洲國家之發展潛力也紛紛在亞洲建立據點,如Crane及Tyco即在上海成立分公司並投資設廠,將傳統閥製品轉型為開發高值化自動控制閥。大陸依其地區產業特性,在閥製品發展部分主要著力於石化業使用之產品為主,例如API產品,且在過去十年間通過API認證之閥廠由30家成長至80餘家,顯示在這方面大陸之發展極為迅速,國內業者應加緊研發之腳步以因應大陸業者之興起。

        在國內市場方面:

        各類閥製品年產值需求約為250億元新台幣,其中較具規模及高產品競爭力之流量控制閥產業則集中在中北部地區。

        國內外技術分析:

         國內以往所生產之工業用閥皆以常溫、常壓下之開關、止回、流量調節為主,其閥本體設計較為傳統,應用範圍亦較受限制;反觀國外生產之高功能流量控制閥早已針對電廠/石化各系統進行需求分析,建立各項基礎理論及製程、檢測技術,配合其操作條件設計適合的產品,以符合客戶不同需求,拓展市場範圍。

        就特性而言,設計大致需符合高Cv值、寬廣調整範圍、低振動、低噪音、低洩漏、緊急迅速關斷、避免沉積、氣渦、閃化等現象、及高溫、高壓需求;為因應相關條件,因此國外陸續發展高精密電廠/石化用閥,就流量控制而言,由傳統閥門發展至多孔式、多段式及V型等閥門機構,因牽涉到流體力學等基礎理論,必須藉由完整之實驗及模擬數據予以協助,國內廠商不易開發,故進口價格昂貴,利潤相當高;就洩漏防治而言,則由以往填料函為PTFE及石墨材料,在環保要求及高溫、高壓條件下,發展出高性能流量控制閥整合性密封元件,由於技術層次較高,國外亦將此類列為高競爭性產品。

 2.2 產業價值鏈分析

        為國內工業製閥產業升級之急破性,目前廠商由民生用水閥到工業用閥的開發轉型過程中,對於產品高值化的提升一直遲遲無法有效提升,主要原因在於技術缺口太大,單靠獨立的閥廠並無足夠能力提高產品之技術等級。

        相較高值化產品的利基閥件,包括特殊工業用閥件(控制閥、旋轉閥、潔淨閥)、高值化高競爭性工業用閥(低溫冷凍閥、高溫高壓閥、金屬閥座球閥)等,都是市場上具有較佳之經濟效益的產值商品。礙於這些高性能流量控制閥的掌控性,國內市場大多使用客戶引進進口商品取代國內傳統的工業用閥,無非低階的控制閥在流量係數、低噪音、低洩漏的要求下,表現出的結果未能達到客戶使用端之要求。

        再者,由99年經濟部工業局及技術處之ECFA對國內產業衝擊之評估報告中可知,共有29項ECFA受衝擊產業,再細分成產品群,其中工業用閥屬於受衝擊影響較大之產業項目及同時其內銷比重超過50%以上之產業之一。過去成立的產業聚落研發聯盟,工業用閥符合受衝擊影響較大之產業項目及內銷比重超過50%以上之產業。

        對於國內製閥業者而言,所生產之產品若仍維持低毛利率之一般閥門,ECFA將造成該產業相當大之影響;在轉型的同時研發更高價值產品以打入國際市場客戶群,這些具有相同使命之流量控制閥廠商更應藉由高性能流量控制閥研發聯盟之合作,共同面對產業中之價值鍊缺口問題,提升產品功能與特性,發揮產業群聚之影響力。

        過去成立的產業聚落研發聯盟,符合受衝擊影響較大之產業項目及內銷比重超過50%以上之產業,列為優先篩選對象,強化之研發聯盟之深化。

        因為ECFA開放後工業用閥產業所受之負面效應影響(目前工業產品(HS25~HS97)計有8,574項,尚有1,377項工業產品禁止自中國大陸進口;另7,197項工業產品雖已開放自中國大陸進口,其中有部分產業係以國內內需市場為主)。

        未來如進一步開放市場或調降關稅,將可能對該等產業產生負面衝擊,除不列入對岸早期收穫清單外,並將納入我方敏感產品項目,應給予產業所受之負面效應影響適當輔導,協助轉型升級,提升競爭力。因此製閥產業升級有相當的急迫性。

        礙於國內工業用閥發展的提升,高性能流量控制閥國內自製化為刻不容緩的產業升級目標;藉由產業聯盟之結合針對流量控制閥的相互設計研發改善,不僅國內客戶始用市場能見度高,更能帶動工業用閥相關周邊產業的經濟規模效益。

       對於流量控制閥產業來看,其中主要關鍵在於閥門低噪音設計設計、中軸密封件設計、材料選用、金屬硬密封設計與加工技術以及依據客戶需求之流量測試數據。前述之關鍵技術則為流量控制閥產業之缺口,為了彌補這一塊缺口則有急迫性的需求,畢竟客戶對於高性能流量控制閥的市場規模就是局限固定使用者,產業的價值更應該放眼國際客戶群,像是一些石油大廠牌及跨國的石化企業等,國內產業都要能兜售自身之產品於國際市場上,唯有如此,整體的產業價值才會加速的帶動起來。

  • 價值鍵缺口共同問題:

(1)、對於產品之特性影響較大之關鍵性技術與設計方向,如閥門機構、材料、金屬球面精細加工、球面金屬表面處理、閥球及閥座球面金屬配對研磨、低扭矩、高止洩漏能力、流量變化控制特性等。流量控制曲線及降噪音及高壓降則為未來產品之設計重點,乃至於閥壽命之優劣等重要元素。

(2)、國內製閥業之閥流量係數(Cv)大多採用國外之類似值作為參考,或直接採用測試之方式進行量測;以前者而言,由於每一家廠商所製造的閥在零件上不盡相同,因此所採用之Cv值與實際之Cv值往往誤差極大;以後者而言,實際測試Cv值雖為最有效之方式,但由於繪出完整的Cv曲線所須要量測的流量範圍很大(以6"閥而言,所需測試流量將自200GPM~2000GPM以上)因此成本極高,並不能滿足閥業對於多TYPE及多尺寸之開發要求;由於近年來PC速度大幅增進,以往許多僅能在工作站上使用之CFD軟體漸漸移植於PC上,目前所使用之CFD軟體接受由CAD-3D工具所建立SOLID模型直接作實際流場運算,邊界條件、工作流體及金屬材質等亦能根據真實狀況作設定條件,因此對於Cv值的計算具有相當高的準確度。

(3)、 國內工業用閥生產廠商的技術,往往只在於本身加工與組裝測試方面,較難的整合上下游製閥業者與水平聯合相關製閥業者做閥設計技術、中軸防漏填料與專利突破與迴避與相關協同設計工作,再配合金屬中心閥製品專業測試與國際認可登錄方式來檢測各類控制閥,如V-Port、碟閥、平衡閥及球型閥產品的可靠度,來提高產品之功能特性。以驗證關鍵密封材、中軸的石磨墊圈及相關流量測試與金屬硬密封特性。以培植國內控制閥產品研發設計與生產上需要國產自主化,避免受控於國外進口廠家操控價格,造成閥類廠商整體競爭力與產品價值無法提升的隱憂。因此有必要整合製閥廠商與貿易通路廠商共同組成研發聯盟,依市場需求開發高值化流量控制閥產品,並取得國內外認證來取代進口產品與增加國際競爭力。

 

2.3 產業目標

工業用閥業者面臨的關鍵問題如下,製閥業急需轉型

(1)、生產要素成本已不具相對比較利益。大陸與東南亞國家削價競爭。

(2)、產品外銷遭先進國與落後國夾殺。

(3)、高值材料、設備及技術仍仰賴進口。閥廠商研發人力與財力有限,無法獨力,也沒有門路去聯合上下游廠商去做水平與垂直整合工作去做產品開發工作。

(4)、國內閥廠品牌經營與國際大廠競爭,關鍵零組件掌握在外人手中,不用研發聯盟方式,作水平與垂直整合方式來開發將導致失敗。製閥業急需轉型方向與開發產品的優先順序內容,其中又以高性能流量控制閥產品為產業升級轉型的唯一方向。就特性而言,高性能流量控制閥設計大致需符合高Cv值、寬廣調整範圍、低振動、低噪音、低洩漏、緊急迅速關斷、避免沉積、氣渦、閃化等現象、及高溫、高壓需求;為因應相關條件,因此國外陸續發展高精密電廠/石化用閥,就流量控制而言,由傳統閥門發展至多孔式、多段式及V型等閥門機構,因牽涉到流體力學等基礎理論,必須藉由完整之實驗及模擬數據予以協助,國內廠商不易開發,故進口價格昂貴,利潤相當高;就洩漏防治而言,則由以往填料函為PTFE及石墨材料,在環保要求及高溫、高壓條件下,發展出高性能流量控制閥整合性密封元件,由於技術層次較高,國外亦將此類列為高競爭性產品。

以球閥為例,高功能流量控制閥發展則往V-Port設計為主,其產品特色與產品需求之功能包括:

  • 高止洩漏能力(可達到Class V)
  • 優異流量控制特性
  • 較大的流量係數Cv值(同尺寸Cv值大約為球型閥的三倍)
  • 纖維剪斷能力強(應用在纖維質流體)

利基市場分析

閥製品主要技術領導國家仍為歐美及日本等先進國家,其利基產品包括高值化流量控制閥、高溫高壓、核能及半導體用閥等。歐美先進國家製閥品出口部分約佔其產值之40~50%、進口部分則佔30~35%,主要出口之產品則為高附加價值產品,進口部分則為一般低階之傳統用閥為主。

我國工業用閥製品產業SWOT分析如下所示:

優勢 機會

(1).生產技術、加工從業人員素質高。

(2).台灣閥製品品質穩定,國際客戶肯定。

(3).鄰近中國大陸市場,縮短運送時程。

(4).閥門檢測能量技術高,給予產品認證保證。

(5).金屬中心具專業閥製品設計及檢測能量,有助於國內業者開發產品及高時效取得閥製品認證。

(1).石化及電廠擴增,海外市場需求逐年增加。

(2).特殊及優質新產品以台灣為基礎進軍國際。

(3).國內外空污管制法令要求提供產品升級契機。

(4).亞太區域市場擴張,大陸市場為基礎打入國際閥門市場。

(5).國際分工趨勢明顯,可透過產品研發與國際大廠結合進入國際分工體系。
劣勢 威脅

(1).九成以上為中小企業、產品重疊性高,

並且研發與資金方面不足。

(2).垂直水平鏈缺乏,無有效掌握通路。

(3).國內市場需求過於飽和。

(4).工作環境差,待遇不高,易造成人力斷層。

(5).國內自有品牌度不高,缺乏國際行銷管道,屬於單打獨鬥型態,通路掌握在外人手中不利品牌拓展。

(1).綠色環保意識抬頭,成本增加市場打進難。

(2).中韓低價競爭搶單、網路標價市場混亂。

(3).閥製品屬中價位者,面臨削價競爭生存困難。

(4).中下游石化產業外移大陸及東南亞建廠,產品競爭不易。

(5).各項測試認證抬頭,測試費用增高且耗時。

願景與三年內之目標

        高值化流量控制閥發展願景是朝向國內流量控制閥門產品附加價值提升,進而提昇國產品牌的國際知名度,在亞太及兩岸地方競爭中脫穎而出,同時產業立足台灣放眼全球流量控制閥市場。

高值化流量控制閥產業群聚99至101年度目標如下:

  99年 100年(預估) 101年(預估)
增加群聚廠商 7家 8家 10家
新產品產出 4件 5件 5件
提高年產值 5200萬 9600萬 2.3億
增加投資額 1500萬 6000萬 7000萬
取代進口 850萬 1300萬 2500萬
增加就業人員 5人 9人 14人

 

 2.4 計畫架構

        以往政府在高值化流量控制閥產業資源有限,之前輔導重點以技術與商品輔導為主,並且以單一業者產品功能提升與改良為重點,對於整合性行銷、流程改善等輔導較少,同時受限於有限輔導資源,產品改良無法同時兼顧供應體系技術提升,計畫產出往往無法達到預期成效,影響產品銷售至市場時程而影響商機。

        針對流量控制器相關業者篩選5家水平製造業者(進典、捷流、東光、偉允、芊信)與1家國際專業閥門貿易通路業者(瑞泓公司-營業額約6500萬美金)共同組成「高性能流量控制閥產業群聚」,以整合性教育訓練與個別臨廠輔導並進方式,進行群聚資源整合輔導與服務、技術與商品化輔導與服務以及整合性行銷輔導與服務等工作。

 

2.5 計畫執行目標

計劃工作重點之輔導手法與推動目標包括:

A、提供聚落資源整合輔導與服務

a.由金屬中心瞭解聯盟廠商對聚落資源整合之需求內容,並據以展開資源整合需求之後續分析、評估與建議作業。

b.針對聯盟業者需求進行核心技術能力提升規劃,實施教育訓練,推動改善專案,並水平、垂直擴散成果。

B、提供技術輔導服務

        運用金屬中心所擁有之智權與專利分析技術、產品協同設計開發技術、精密製程技術等,協助聯盟業者篩選具備市場發展潛力之高性能流量控制閥,並且以高性能流量控制閥產品開發為主軸,帶動相關設計、分析、精密成形、模具、機械加工等聯盟業者之技術整合發展。

a.專利搜尋、突破與智財權建立、研發體系建立與協同開發合作。

b.高值化流量控制閥與零組件開發:於高溫高壓、低逸散洩漏、低溫或者高潔淨環境要求,可流量控制之高功能產品中進行共同技術落實及產品/零組件開發。

c.高值化產品驗證與檢測:提供檢測驗證環境建置資源,提供高值化產品開發及取得國際驗證時使用。

d.材料與成形技術輔導:聯盟成員材料與成形技術需求了解後資源提供或輔導。例如:協助聯盟業者進行技術缺口鑑別,並且協助業者申請政府產品與技術研發相關補助計畫,如SBIR、CITD。

C、提供整合性行銷輔導與服務

整合行銷需求策略擬定:協助完成整合行銷策略規劃,並規劃整合行銷需求、方式、手法以及共同目標策略運作。

協助情報資訊分享:提供流量控制器產業相關情報等資訊分享。

搜尋國際知名品牌產品訊息,作為共建銷售通路的捷徑:

a.價格策略:產品價格因應不同地區的消費者而定,同時與現有知名廠商之價格做區隔,由於節省大量研發與開模費用,產品價格可大幅降低。

b.通路策略:加強直接銷售市場的比重,並且降低售價以增加競爭力。除了台灣本地市場之外,本聯盟公司將致力爭取切入歐美及大陸市場之通路,使公司業績成長。

c.推廣策略:聯盟主導公司為世界性閥專業雜誌(Valve World/ Valve Magazine)之長期廣告客戶,藉由廣告頁面以推廣產品至歐洲及美國市場,另外透過公司網頁作強力宣傳,並且透過國內外認證機構作相關產品測試驗證與小量樣品試用計劃,推廣至國內外使用者。聯盟其他公司亦可以此策略進行產品推廣。

d.售後服務:除了與各經銷商簽有一定範圍之保修責任外,對於任何產品規格、產品使用、產品維修等問題皆可透過直接與公司聯絡(電話、傳真、信件、網路等)獲得諮詢與服務。

 

2.6 實施策略/方法

(1)、推動策略

        於99年5月底前完成籌組並正式成立流量控制閥高性能流量控制閥研發聯盟,並依各公司經營特色與技術重點做工作分工與推動。

        於5月份由金屬中心發起並由主導廠商進典工業公司召集組成高性能流量控制閥研發聯盟,水平整合捷流閥業公司、偉允閥業公司、東光凡而公司與芊信公司等配合廠商,再配合國內專業閥製品貿易通路廠商瑞泓公司組成高性能流量控制閥關鍵之中軸防漏設計/金屬硬密封設計與加工/閥座洩漏設計/專利分析/產品功能測試/驗證合作等項目使命之研發聯盟,由政府中北部產業聚落創新價值研發聯盟推動關懷計畫之資源提供來作關聯產業整合工作,來執行關鍵零組件開發、專利突破與測試與驗證工作。誘導廠商積極投入高值化工業用閥產業之聯盟運作工作,並透過金屬中心與美國UL德國TUV與法國BV之相互認證關係,以拓展國際認證工作,節省國際認證時效成本與增加國際競爭力。

(2)、關鍵技術項目

A、流量計算及性能技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:控制閥流量Cv特性規範/【ISA 75.02】

b.產品現有技術:流量性能係數引用國外產品型錄

c.產品技術突破:自行規劃控制閥流量曲線特性

d.預期成果:控制閥流量性能係數計算值與測試值誤差為±8%以內

e.預期產業效益:提高流量控制閥性能、增高品質競爭性

B、金屬硬密封與材料成型加工技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:特殊材料熱噴塗、焊接、球形研磨加工技術

b.產品現有技術:一般僅採鍍硬鉻處理,高技術層次產品則採日本及歐美進口

c.產品技術突破:硬化層金屬塗佈與精密加工研磨技術

d.預期成果:流量控制閥可提升至Satellite 或INCONEL材料等級

e.預期產業效益:提高產品使用壽命與工作溫度,並降低閥座洩漏

C、中軸防漏/閥座低洩漏技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:

b.產品現有技術:常溫下使用之軟墊密封層僅為PTFE材料及石墨

c.產品技術突破:對各類流量控制閥產品導入複合式軸封設計

d.預期成果:針對不同之操作使用條件,使用如不銹鋼與PTFE/石墨/Carbon等燒結之多層次複合軸封

e.利用中心現有高功能流量控制閥專利與其他專利組合,提高競爭力及建立市場與技術跨入障礙

f.預期產業效益:使產品可應用至如電廠及石化產業等嚴苛環境,亦可保有低逸散/長使用壽命特性

  • 高性能流量控制閥研發聯盟計畫工作項目與實施方法:

工作項目 實施方法
提供聚落資源整合輔導與服務

聚落資源整合之需求了解

核心技術能力提升規劃

提供技術輔導服務

專利搜尋、突破與智財權建立、研發體系建立與協同開發合作

高值化流量控制閥與零組件開發

高值化產品驗證與檢測

材料與成形技術輔導

提供整合性行銷輔導與服務

整合行銷需求策略擬定

完成銷售通路規劃

聯盟提出SBIR計劃

由聯盟內成員提出計畫題目申請SBIR
  • 高值化產品項目說明

高值化產品項目

計畫前狀況

(規格/指標)
完成後狀況(規格/指標)

進典公司-

V-PORT控制閥

1.一般球閥型式

2.軟球墊密封

3.流量實測值/計算值15%以上之誤差

4.一般壓力之中小尺寸閥合乎常溫環境使用1000ppm逸散要求

5.閥座洩漏等級為Class III

1. 提升至具可規劃V型口流量控制閥

2.升級為金屬硬密封球墊

3. 流量實測值/計算值10%以內

4. 使用壽命:1/4轉式至少5,000次之逸散性洩漏值低於100ppm

5. 閥座洩漏等級為Class V

捷流公司-

高性能蝶閥

1.現有產品為on/off式

2.軟墊密封

3.流量實測值/計算值12%以內

4. 一般壓力之中小尺寸閥合乎常溫環境使用1000ppm逸散要求

1.提升至10個開度

2.升級為複合式金屬/石墨硬密封球墊

3. 流量實測值/計算值8%以內

4. 使用壽命:1/4轉式至少5,000次之逸散性洩漏值低於100ppm

東光公司–

調整型平衡閥

1.現有產品噪音值95 db

2.流量實測值/計算值12%以內

1.噪音降至85 db

2. 流量實測值/計算值8%以內

偉允公司-

球型控制閥

1.現有產品噪音90 db

2.Cage為單一型態

3.一般壓力之中小尺寸閥合乎常溫環境使用1000ppm逸散要求

1.噪音降至85 db

2.可升級至多孔式Cage

3. 使用壽命:長行程式至少1000次長期循環使用之逸散性洩漏值低於100ppm

芊信公司-

微流量平衡閥

流量實測值/計算值20%以上之誤差 流量實測值/計算值10%誤差以內
  • 關鍵技術說明

關鍵技術項目                        

技術來源(法人科專或其他來源)       

應用案例
A. 金屬硬密封設計與加工技術 金屬中心

高溫環境用金屬閥球閥座:

金屬閥球閥座模組化開發於未來市場上是可預見的競爭性球閥關鍵零組件;相較目前國內廠需求者多為石化業、發電廠等客戶,對於國外進口金屬閥座球閥單價過高之狀況下,反而有賴國內閥業提供高可靠度之國產品金屬閥座球閥。高溫環境用金屬密封組件,從一般球閥內部圖面設計,技術重點包括關鍵性零組件細部的計算、金屬材料的選用、噴塗合金材料、CNC加工所需之刀具、後段表面及對磨加工以及產品驗收的流程。

B. 流體計算與設計能力 金屬中心

具可規劃性流量控制器:

具可規劃特性之智慧型流量控制閥,其主要特性為高止洩漏能力、優異流量變化控制特性、較大的流量係數Cv值、纖維剪斷能力強、壓力回復係數FL值高。由於具可規劃特性之智慧型流量控制閥具有低扭力、耐高壓特性,且生產成本較球型閥低,可應用在較大的尺寸。具可規劃特性之智慧型流量控制閥特殊流道經過計算及流場模擬分析可達到精確的流量控制曲線與纖維剪斷能力強,可應用在食品、紙漿及高雜質的流體環境中。而且其閥體及閥座為Metal to Metal,具有耐磨耗、抗腐蝕及耐高溫的特性,可應用在砂石流體與石化業。綜合具可規劃特性之智慧型流量控制閥的特性可知其市場應用範圍相當廣泛,對控制閥而言擁有高附加價值,因此極富開發價值。
C. 中軸防漏設計 金屬中心

複合軸封堆疊:

在設計上,所應用之流體可能會有溫度上之變化,因此為了避免閥門受環境之影響,可導入以STAINLESS/GRAPHITE/METAL/PTFE此類的複合軸封方式進行中軸的密封。除了利用密封材料對於流體逸散之防漏之外,在此軸封中亦需選用適合的金屬密封環,使其具有彈性支撐的作用,以確保人工合成塑膠材料每一層之間皆能緊密貼合。使閥門得以延長使用壽命,在數千次至數萬次機械循環條件下仍具有低逸散功能特性。
D. 材料與成型技術 金屬中心

材料與成型技術:

閥門常用於各種不同工作環境,除本體材料如不銹鋼、鑄鐵、銅合金之外,所使用之零組件有可能會用到具有如高張力、高彈性係數、高溫強度等特性之材料。閥廠商於實際應用上常遇到如腐蝕、破裂、洩漏等問題,多與材料技術及其加工成型技術有關,因此這部份之技術能量在整合多種控制閥領域時,則成為不可或缺之一環。
E. 閥座低洩漏設計 金屬中心

技術重點包括:

以蝶閥為例,其重點在於碟板開關盤以及球座的材料選用,亦可依流體方向設計閥座與本體,因應流體特性與工作條件選用適合之材料及加工方式,避免洩漏。

 

2.8 預期成果

        本計畫將利用以往在閥類製品輔導經驗為基礎,進一步擴大整合國內流量控制器上(材料供應、模具、精密成形、表面處理、快速磨配、機電整合等)、中(驅動器、控制器、定位器、感測器、閥門、管配件等)、下游(製程應用業、系統工程服務、貿易通路)業者,高性能流量控制閥產業需求大、技術含量高且產業價值鏈廣,必須進行群聚輔導並且藉由群聚業者合作網路方可完成,非以往單一業者輔導模式所能對應,本計畫將針對高性能流量控制閥需求為出發,進行群聚型態之整合輔導與服務,協助國內流體控制業者加速升級轉型為創新型產業群聚,並且藉由產業群聚優勢,來爭取高價值產品訂單,促成群聚業者直接與國際品牌鏈結,提高產業附加價值。

        高性能流量控制閥產品需求大、技術涵量高且產業價值鏈廣,必須整合地方聚落以聯盟方式進行輔導,非以往單一業者輔導模式所能對應,本計畫將針對高性能流量控制閥需求為出發,進行群聚型態之整合輔導與服務,協助國內流體控制業者加速升級轉型為創新型產業群聚,並且藉由產業群聚優勢,來爭取高價值產品訂單,促成群聚業者直接與國際品牌鏈結,提高產業附加價值。

        對產業面效益影響(如跨入高科技領域、技術升級、國際化、轉型等):

        我國製閥產業近年來因受大陸及東南亞閥製品低價競爭,加上國內廠商惡性競爭, 使國內製閥廠商目前所面臨的是內、外雙重壓力。再加上部份廠商外移大陸設廠,以至於國內閥製品產量逐年衰退。工業用閥產業為了根留台灣,放眼世界,致力投入研發高附加價值產品市場已經是不可逃避的唯一途徑。

  • 創新附加價值

(1)、建立高性能流量控制閥開發技術及國際驗證體系廠商研發聯盟機制:由5家不同產品類型之流量控制閥製造商與1家專業閥門貿易通路商結合地方聚落研發聯盟。依國際規範做檢測驗證,並建立開發測試平台協同合作開發與協同開發管理模式建置,提升國內高值化流量控制閥相關產值2.3億以上。

(2)、未來規劃建立石化業者高值化流量控制閥門產品驗證體系及登錄認可制度,有效證明高值化流量控制閥門,能符合政府法令及客戶要求,或符合規範、標準、技術指令之要求,以確保閥門性能及製造品質,製造商並保存相關文件及紀錄,以證明其符合性。

(3)、高性能流量控制閥研發產業升級研發聯盟交流會:舉辦高性能流量控制閥研發專業課程,建立高性能流量控制閥研發與驗證共識,促進高性能流量控制閥研發產業升級研發聯盟廠商討論交流,並商討後續共同研發內容並提出高性能流量控制閥研發產業升級研發聯盟型SBIR計畫可包括:嚴苛環境用控制閥,低逸散球型控制閥,整合式偵測回饋控制系統,低逸散整合性密封元件等。由金屬中心協助整合各種閥製品所需之的技術與專利突破分析,來協助或聯盟成員,並運用於各種類型之流量控制閥產品。

(4)、協助高性能流量控制閥研發聯盟開發製程元件使用之關鍵零組件,包括超精密金屬密封組件、密封材料及中軸相關產品開發。每件可取代進口關鍵零組件成本達 15,000元,直接增加高性能流量控制閥產品競爭力。

(5)、建立高性能流量控制閥開發平台載具協助國內生產業者之中小企業業者轉型,建立研發與國際認證、驗證體系等產業服務鏈建立,來提升國際競爭力。透過本計畫可大大提升下列生產設計技術,包括: 工業用閥中軸設計、密封及材料結構、金屬硬密封設計與加工、與流量係數計算與低噪音設計技術。

  • 目標

(1)、符合環保及安全議題,使得流量控制閥具高性能流量控制閥洩漏控制(Control Valve Fugitive Emission  Control) 縮小災害的發生機率,減少洩漏造成的污染問題 。

(2)、支援中心執行相關創新前瞻及關鍵技術研發計畫之基礎及產業進行技術升級之平台。

(3)、厚實研發與檢測驗證能量與資源,來服務國內外業者進行產品驗證之研發與檢測驗證能關工作,加速相關產業升級及提升附加價值。

(4)、藉由全國認證基金會(TAF)認可驗證機構對產品執行公正獨立之符合性評鑑,以證明廠商所產製之產品符合指定之標準及試驗項目,並建立合格廠商及產品名單。

(5)、於102年達成增加產值2.3億目標,建立材料成型技術、金屬硬密封材料結構、流量計算與設計、中軸防漏設計閥座與低洩漏設計等自主技術。

  • 產業未來願景

(1)、建立國產化高性能流量控制閥測試平台與自主研發技術。

(2)、高性能流量控制閥關鍵性開發技術擴展到化工業、生技業、造紙業、鋼鐵業與半導體業。

(3)、進入到國內自主研發高溫高壓與低逸散洩漏開發領域,開發綠色產業產品。

(4)、規劃高性能流量控制閥產品國際驗證與通路體系。

 

3.本年度計畫執行情形

3.1 執行成果說明

  • 研發聯盟資源整合與輔導

        目前台灣現有之控制閥與歐美產品主要為性能上的差異,例如流量分析/計算值之誤差與準確性,噪音問題,流量控制精度問題,逸散性洩漏等級。在計劃中依據不同類型控制閥產品廠商進行所需之技術輔導與協助,以提高國內廠商競爭力。

        產業所面臨之價值鍊缺口包括低噪音設計、金屬硬密封技術、中軸防漏技術、閥座低洩漏設計、流量性能試驗及改善設計、專利分析與突破等。本計劃協助廠商針對不同需求進行相關之輔導工作,以提升國內產品之特性。各種控制閥之產品指標與規格,其共同之產業缺口包括:

A.金屬硬密封設計與加工技術

B.流體計算與設計能力

C.中軸防漏設計

D.材料與成型技術

E.閥座低洩漏設計

        預期於計劃完成後,將可有效提升產品功能與特性,並協助廠商強化該技術缺口之開發設計能力。本計畫進行群聚型態之整合輔導與服務,協助國內流體控制業者加速升級轉型為創新型產業群聚。並且藉由產業群聚優勢,來爭取高價值產品訂單,促成群聚業者直接與國際品牌鏈結,提高產業附加價值。國產高性能流量控制閥的出現將可以為國內產業(石化業、鋼鐵業、電子業、造紙業、食品業)提供更物美價廉的服務,降低業者在國內設廠的營運成本,提升產業競爭力。

        最後建立高性能流量控制閥開發技術及國際驗證體系廠商研發聯盟機制:由5家不同產品類型之流量控制閥製造商與1家專業閥門貿易通路商結合地方聚落研發聯盟。依國際規範做檢測驗證,並建立開發測試平台協同合作開發與協同開發管理模式建置。爾後透過此一平台,持續協助廠商進行產業升級與轉型。

  • 技術/商品化輔導與服務

進典公司:

        進典公司開發之產品:高差壓控制閥主要是使流體於閥體內分段降壓,並避免產生渦流,如此可以避免材質損害或噪音發生。因此需要建立閥球、閥座表面處理技術與精細研磨技術,及控制閥cage相關專利突破(以V-port相關設計為主)。

協助工作項目:協助控制閥專利搜索與突破,完成Cage相關專利分析與建議報告一份。 協助金屬硬密封材料堆焊及研磨技術,協助進典公司開發完成金屬硬密封V型半球控制閥。

輔導成果:開發高值化產品:金屬硬密封V型半球控制閥。導入閥球、閥座表面處理技術與精細研磨技術(球面研磨),達到洩漏等級Class V(5x10-4cc/min) 。國外標竿產品如KITZ售價約9萬元,進典所開發之高性能V型半球閥預期售價為7-8萬元,除產品性能符合客戶要求外,並取得價格上之優勢。

促進投資2.2 億元(高性能閥門研發中心建廠,預計100年2月落成)

Cage設計突破專利申請共2件(台灣與中國)

促進就業2人(99年1~12月)

又升公司:

        又升公司開發之產品:具可規劃控制閥主要是改善傳統球閥之球墊, 採金屬硬密封技術, 需於金屬球墊上設計出具可規劃之V型流量開口(簡稱V-port)。因此需要建立閥球、閥座表面處理技術與精細研磨技術,及導入Sizing Program幫助設計其加工尺寸與形狀。

協助工作項目:協助Valve Sizing Program架構規劃, 幫助又升公司建立此研發能量。 協助金屬硬密封材料堆焊及研磨技術,協助又升公司開發完成具可規劃特性控制閥。

輔導成果:開發高值化產品:具可規劃控制閥。閥球、閥座表面處理技術與精細研磨技術(球面研磨),達到洩漏等級Class V(5x10-4cc/min) 、優異流量控制特性、較大的流量係數Cv值(同尺寸Cv值大約為球型閥的三倍) 、纖維剪斷能力強(應用在纖維質流體) 。導入Sizing Program計算與設計能力, 改變以往代工模式, 轉型為具有設計流量特性與加工能力之專業閥門廠商。

以往2吋傳統球閥約5,000 NT,V port高性能流量控制閥約30,000 NT。

協助又升公司導入valve sizing program設計能力及金屬硬密封技術能力。

捷流公司:

        捷流公司開發之產品:高性能碟閥主要是改善傳統球閥之球墊,廠商目前致力於開發低逸散流量控制碟閥,且希望產品之流量誤差值可達8%以下,並符合客戶對於Ta-Luft之要求。

協助工作項目:協助尋找國內石墨專業製造商共同開發複合閥座,DISC SEAT採金屬/石墨複合閥座,BODY SEAT則採金屬/金屬硬化層燒焊。 協助進行德國Ta-Luft逸散性測試。

輔導成果:開發高性能碟閥。協助開發複合式閥座,不同於以往碟閥僅設計disc seat,創新設計body metal seat,並達到洩漏等級Class V。專利技術授權予捷流公司,具有磁力作動式閥座防漏裝置之球閥-專利授權,以此作為防漏設計原理。並協助進行Ta-Luft逸散性測試,進行至45,000次循環,無洩漏!符合國際規範之要求。

以往國內6吋傳統軟墊蝶閥約NT 1.5~2萬,而高性能低逸散流量控制蝶閥約NT 7~8萬,功能上已達國際大廠如Velan水準,在價格上具10%左右之優勢。

協助捷流公司開發完成複合閥座設計之三偏心碟閥,配合驅動器可達10個開度,流量誤差在8 %以下。

促進就業37人(99年1~12月)

東光及偉允公司部份:

        東光公司主要代理日本 FURUKAWA 定水位閥、減壓閥、持壓閥及各式工業用高壓閥類、德國OVENTROP多功能平衡閥系列產品, 對於Cage降噪音技術問題仍難以突破。

偉允公司先前已導入Valve Sizing Program系統,但對於Cage降噪音技術問題仍難以突破。

協助工作項目:協助開發中產品之流體計算與流量測試, 以瞭解Sizing與實測值之誤差, 並進行修正。 東光及偉允公司雖已購入分析模擬軟體,但對於Cage降噪音及空蝕現象分析仍缺乏學理上之專業能力,故協助進行模擬分析。

輔導成果:以數值模擬的方法來推估閥內氣泡產生之區域,以及下游具氣泡之區域。進而推估氣泡在管路系統所造成的影響,如壓降、流量損失等,以防範控制閥產品空蝕現象的發生。

完成球形控制閥Cage空蝕模擬分析,瞭解Cv流量特性曲線,預測空蝕現象發生之條件與環境參數,以提升產品壽命與流量控制特性,並完成Cage相關專利分析與突破。研究成果由東光及偉允公司共享,廠商可建立FL 與流體計算能力。

東光公司促進就業16人(99年1~12月)

偉允公司促進就業12人(99年1~12月)

  • 共同合作平台/創新商業服務模式

        與群聚業者共同發展行銷與品牌推動策略,根據全球市場發展趨勢,將不同地區市場特性篩選出優勢品牌進行鏈結,以既有優勢品牌鏈結策略加速群聚業者產品擴大銷售通路。

A.整合行銷需求規劃:

群聚運作:增加水平廠商加入,擴散群聚效益共享。

群聚共識:透過群聚的共識會議、共同需求訓練、閥相關製品技術專題、整合群聚共識及整合行銷活動,活化組織群聚競合關係。

整合行銷商品化策略擬定:確定今年度整合行銷商品化載具,擬定商品化行銷策略報告。

B.整合行銷銷售通路規畫:

a.協助情報資訊分享:配合產業群聚網絡平台,建置流量控制器產業群聚整合行銷資訊平台。

b.整合行銷推廣規劃:參與各項成果展示及活動、示範點設置CI規劃、群聚產品CI規劃、其他相關活動規劃等。

C.商品化顧客滿意度調查規劃:針對國外經銷商客戶、OEM客戶、台灣泰科客戶、群聚廠商客戶等進行商品化顧客滿意度調查設計,透過商品化顧客滿意度調查進ㄧ步了解客戶的需求以及改善的建議,作為修正現有產品以及新產品開發的參考依據。

 

3.2 達成效益

        由金屬中心發起,並由主導廠商進典公司召集組成高性能流量控制閥研發聯盟,水平整合捷流、芊信公司、東光公司與偉允公司與國際貿易通路商瑞泓公司等配合廠商,由政府創新價值研發聯盟推動關懷計畫之資源提供來作關聯產業整合工作,來執行高性能流量控制閥研發聯盟關鍵零組件開發、專利開發與測試與驗證工作。

        誘導廠商積極投入高性能流量控制閥研發聯盟高值化工業用閥產業之聯盟運作工作,並透過金屬中心與美國UL德國TUV與法國BV之相互認證關係,以拓展國際認證工作,節省國際認證時效成本與增加國際競爭力。

  • 產品面

         開發閥門平均單價可以提升 3萬元以上,使高性能流量控制閥研發附加價值提升 300% 以上,每年可以取代進口產值 1.2億元,並建立國內高性能流量控制閥研發設計技術, 大幅提昇高性能流量控制閥產品國際競爭力。

  • 產業面

        組成高性能流量控制閥研發發聯盟來完成流量控制閥、平衡閥與三偏心    蝶閥與半球式V球型控制閥開發工作,協助國內製閥業者從OEM成功轉型升級為ODM與自有品牌廠商,取代進口與外銷至歐美及日本先進國家,爭取到國際大廠訂單,進入全球控制閥供應鏈,成為國際知名TYCO 、KITZ 、EMICO..等廠商供應商。

        整合串連國內高性能流量控制閥研發聯盟產業鏈上中下游廠商,再輔導邰富、協光、一原 、台灣控制閥、玖寶、聯華與怡發..等公司,擴大閥產業群聚研發聯盟產業鏈效益,誘發並促進台灣製閥產業成功轉型為高質化與高功能流量控制閥研發,創造新的研發、製造與行銷合作商業服務模式,組成  V-team ( Valve –team) 運作模式,執行:

a.執行群聚資源整合輔導與服務提供技術,V-team廠商協同設計與開發共通性技術

b.輔導V-team聯盟廠商整合性行銷測試驗證輔導與服務

c.導入V-team聯盟廠商高性能流量控制閥核能級用閥商品化與行銷輔導,佈建國際行銷通路

d. 導入研究機構如核研所與工研院材化所、台灣科技大學與清華大學能量

e.高性能流量控制閥專利技術/突破

f. 金屬中心閥檢測設備支援服務

        藉由高性能流量控制閥研發聯盟 Valve Team ( V- team (勝利團隊)) 的成立,可以促進至少15億元投資,與開發15項高質化與高功能流量控制閥來活化製閥產業,以大幅擺脫大陸、越南等低價工業用閥競爭,提昇國內工業用閥技術水準,對台灣生態環境保護與閥製品產值大幅提升50%有重大貢獻。

  • 聚落持續運作可能方式與作法

        工業用閥從以往仿製國外產品、一直到近年來國內廠商開始研發創新,國產之工業用閥的功能性已取得各項國際認證與國際大廠之認同。在不斷研發創新的過程中,除了提高產品功能、增加競爭力外,還必須尋找新的市場來把產品推出去。

        核能產業現況, 2020年後世界核電中心在亞洲。目前全球有438部機組運轉中(370.4GW) , 55部新機組建造中(51.7GW) , 135部機組計畫中(135GW) 。

        核能產業商機無限,但要打入此一市場需具備核能用產品相關認證。為了將閥製品推入核能用閥產業裡,在計劃執行過程中亦協助閥廠參與相關推廣活動,例:

99.8.24-25  兩岸核能電廠技術交流研討會

99.9.23  安排核能研究所專家參觀金屬中心閥檢測實驗室,進行技術交流。

99.9.28  核能關鍵零組件驗證與供應商認證研討會

99.10.8  安排進典、捷流、東光、龍雲等閥廠參觀龍門核四廠施工處現場,瞭解核能用閥在核電廠內之應用。

99.10.13 促成核研所參訪聯盟廠商進典公司與捷流公司,瞭解閥廠需求及技術能力。

        藉由本計畫所形成之高性能流量控制閥聚落,在考量各廠商之技術能力與意願,實際上將以持續輔導之方式推動核能級產品驗證相關工作,吸引有意願之閥廠商共同進行如ASME核能級產品認證工作,初期將以建立應備文件之輔導工作為優先,從設計、材料、規範、相關規定等重要項目開始,使廠商建立完整之技術文件與管理制度,最後再協助廠商向ASME申請認證,如此方可有效率地協助廠商拓展核能產業此一廣大市場。

 

3.3 非量化成果項目產出說明

  • 聯盟活動

主題 主協辦單位             舉辦地點    日期 參加人次
高性能流量控制閥研發聯盟成立與交流會

金屬中心

台灣區金屬品冶製工業同業公會   製閥及衛材委員會

金屬中心 99.06.02 30
兩岸核能電廠技術交流研討會 核研所 核研所 99.08.24-25 160
核能研究所專家參觀金屬中心閥檢測實驗室,進行技術交流 金屬中心 金屬中心 99.09.23 20
核能關鍵零組件驗證與供應商認證研討會 核研所 核研所 99.09.28 90

安排進典、捷流、東光、龍雲等閥廠參觀龍門核四廠施工處現場,瞭解核能用閥在核電廠內之應用

金屬中心

核研所

核四廠施工處 99.10.08 35
核研所參訪聯盟廠商進典公司與捷流公司,瞭解閥廠需求及技術能力 金屬中心 進典公司與捷流公司 99.10.13 25
高性能流量控制閥研發與驗證技術研討會

金屬中心

台灣區金屬品冶製工業同業公會   製閥及衛材委員會

台大集思會館洛克廳 99.11.25 80
高性能流量控制閥成果發表會 金屬中心 高雄科工館 99.12.13-15 300
  • 活動集錦

(1)、高性能流量控制閥研發聯盟成立與交流會新聞稿

高性能流量控制閥研發聯盟成立大會及交流會圓滿成功

區域處技檢組  許建民副工程師

        金屬中心執行99度年經濟部技術處『傳統產業加值創新科技關懷計畫』,籌組『高性能流量控制閥研發聯盟』,本計畫整合高性能流量控制閥產業之領導廠商,參與廠商皆屬於各類流量控制閥之專業閘閥、蝶閥、球閥及平衡閥製造廠,分別具有不同之產品型態,希望透過共通之產業價值鏈缺口(如低噪音設計、金屬硬密封技術、中軸防漏技術、閥座低洩漏設計、流量性能試驗及改善設計及專利分析與突破)技術能量導入,可協助中北部製閥業者進行高性能流量控制閥等差異化高值化產品規劃。

        本計畫初期包含製造商與國際行銷公司共有7家公司發起參與高性能流量控制閥研發聯盟計畫,由製閥廠商進典公司擔任主導召集廠商,組成高性能流量控制閥研發聯盟,再結合捷流、偉允、東光、又升與芊信公司等製造廠商,配合國內專業閥製品國際貿易通路商瑞泓公司,聯合組成『高性能流量控制閥研發聯盟』,由『傳統產業加值創新科技關懷計畫』提供資源,執行流量控制閥專利突破與測試與驗證工作。誘導其他國內廠商積極投入高值化工業用閥產業之聯盟運作工作與開發新產品,未來並透過金屬中心與美國UL、德國TUV與法國BV之相互認證關係,以拓展國際認證工作,節省國際認證時效成本與增加國際競爭力。另外功億及龍雲兩家廠商也參與觀摩本交流會,並表達高度參與研發聯盟的意願。

        本次交流會由金屬中心胡昌明組長主持,先進行計畫簡介,並邀請台北科技大學葉繼豪博士簡介創新構思問題解決法(TRIZ),其技術方法能協助發明者快速找到更佳的思考途徑,可縮短研發時程及降低產品生產成本,並為提升台灣產業界的創新能量注入一強心針。

        接著由陳英照顧問專題報告流量控制閥的設計理論,介紹如何製作較高階的控制閥與設計工作中的設計重點,利用sizing program可提高產品價值5~8倍,藉此經驗交流希望提升參與廠商的產品品質。

        最後由核能研究所徐耀東博士簡介核能級閥類產品的驗證技術與流程,並因應全球暖化之因,分析國內外核能產業的市場,希望提供製閥廠商有生產核能級組件的能力,以供國內核能電廠使用,甚至進軍大陸核能市場。

本交流會中,進典公司向葉博士表示希望成為TRIZ之典範轉移,並由金屬中心配合專利與法規部分的研究。捷流、東光及進典公司亦向陳顧問表示希望能邀請陳顧問至該公司利用sizing program協助產品升級,解決技術缺口問題。而核研所徐博士向捷流、東光等公司表示,可協助該等公司於核能級閥類認證及技術支援,希望協助參與廠商可以進入核能產業。本交流會在參與廠商熱烈提問與交流的過程中圓滿結束並成立研發聯盟。

  • 成果彙整表

成果統計                        效益        單位      可達到目標年度            本計畫提供之協助
增加產值 5200 99年 開發各式高性能流量控制閥產品,協助聯盟主導廠商進典增加產值1,400萬元、偉允增加產值800萬元、東光增加產值900萬元、芊信增加產值500萬元、又升增加產值400萬元、捷流增加產值1,200萬元與其中有200萬元透過瑞泓公司通路商銷售,瑞泓公司可以增加產值200萬元,高性能流量控制閥研發聯盟於99年底可以增加產值製造廠商研發聯盟總計1200萬元。
提升單價 1.5 萬/只 99年 2吋閥門可以提升單價1.2萬元,3吋閥門可以提升單價2.0萬元,平均單價可以提升1.5萬元。
增加訂單 5200 99年 開發各式高性能流量控制閥產品,協助聯盟主導廠商進典增加產值1,400萬元、偉允增加產值800萬元、東光增加產值900萬元、芊信增加產值500萬元、又升增加產值400萬元、捷流增加產值1,200萬元與其中有200萬元透過瑞泓公司通路商銷售,瑞泓公司可以增加產值200萬元,高性能流量控制閥研發聯盟於99年底可以增加產值製造廠商研發聯盟總計1200萬元。
取代進口 850 99年 可以取代歐美地區進口產值8,500仟元。
降低成本 5 千/只 99年 高性能流量控制閥聯盟主導廠商進典、偉允、東光、芊信、捷流公司所研發2吋以上閥門使用國內自製之金屬硬密封元件可以每只閥門降低成本5仟元。
增加就業人口 68 99年 99年度聯盟廠商共增加就業人口共68人。

促進投資

(廠房、設備)
2.23 99年

進典公司投資2.1億於研發中心。

又升公司投資100萬於實驗設備。

東光公司投資1200萬於實驗設備。
專利佈局 2 99年 已申請Cage專利發明國內及國外各1件。

政府研發

專案規劃
1 100年 預計於100年提出核能用閥產業環構計劃。
取得認證/獎項 4 99年

捷流公司高性能蝶閥取得TUV TA-LUFT證書及ISO 15848-1證書。

捷流公司高性能蝶閥取得TUV API 607證書。

 

3.4 成果運用優良案例

  • 緣起目標

        籌組『高性能流量控制閥研發聯盟』,並於6月2日正式成立,本計畫整合高性能流量控制閥產業國內領導廠商,產品包括閘閥、蝶閥、球閥及平衡閥等各種流量控制閥,具有不同之產品型態與控制性能,本計畫希望透過解決共通之製閥產業價值鏈缺口(如研發設計管理制度、低噪音設計、中軸防漏技術、閥座低洩漏設計、流量性能試驗及改善及專利分析與突破)技術能量導入,協助中北部流量控制閥業者進行高性能流量控制閥產品規劃。

        計畫初期研發聯盟成員包含流量控制閥製造商與國際行銷公司,總計共有7家公司發起參與成立『高性能流量控制閥研發聯盟』,由進典公司擔任主導召集廠商,再結合捷流、偉允、東光、又升與芊信公司等製造廠商,及國際貿易通路商瑞泓公司,聯合組成『高性能流量控制閥研發聯盟』,由『傳統產業加值創新科技關懷計畫』提供資源,執行流量控制閥專利突破、研發設計管理制度與測試與驗證工作..等產業價值鏈缺口工作。誘導其他國內廠商積極投入高值化流量控制閥產業之研發聯盟運作工作與開發新產品, 未來並透過金屬中心與美國UL、德國TUV與法國BV之相互認證關係,以拓展國際行銷業務工作,節省國際認證時效成本與增加國際競爭力。另外一原及龍雲兩家廠商也積極參與觀摩本交流會,並表達高度參與本研發聯盟的意願。

  • 成功事蹟

    (以進典公司案例說明)

        今日工業發展迅速,全球能源之使用量急劇上升,先進工業化國家,無不以提高製程系統之溫度與壓力來建造新的發電廠、化學及石化工業,並積極推廣能源之再生利用。為厚植工業之競爭力,化學與石化工業大都邁向大型電腦化及連續性之現代化製程,以降低輸運成本,並將餘熱轉為汽電共生利用,新時代發電廠/石化廠之規劃,充份考慮能源效率、環境污染防治、公共安全、電腦控制及自動化等多方面之技術,在高溫、壓力、腐蝕條件愈來愈嚴苛之管線系統需求下,高功能閥之選用與操作己成重要之課題。

        由於以往國內所生產之傳統閥類僅應用於電廠/石化廠次系統管線,附加價值較低,對於條件嚴苛之主系統管線則無法符合其需求,因此藉由研發聯盟共同合作,針對高功能電廠/石化廠用智能環保控制閥進行研發,結合基礎研究、應用研究、產品設計及專利開發等技術,提昇電廠/石化廠用閥領域,培養研發能量與開發技術,使國內製閥業及早跳脫傳統設計製造模式,朝向高附加價值、高技術層次產品發展,同時避免高功能電廠/石化廠用閥被國際集團所壟斷,影響電廠/石化廠成本及品質。

        本計畫利用以往在閥類製品輔導經驗為基礎,進一步擴大整合國內流量控制器上(材料供應、模具、精密成形、表面處理、快速磨配、機電整合等)、中(驅動器、控制器、定位器、感測器、閥門、管配件等)、下游(製程應用業、系統工程服務、貿易通路)業者,高性能流量控制閥產業需求大、技術含量高且產業價值鏈廣,必須進行群聚輔導並且藉由群聚業者合作網路方可完成,非以往單一業者輔導模式所能對應,本計畫將針對高性能流量控制閥需求為出發,進行群聚型態之整合輔導與服務,協助國內流體控制業者加速升級轉型為創新型產業群聚,並且藉由產業群聚優勢,來爭取高價值產品訂單,促成群聚業者直接與國際品牌鏈結,提高產業附加價值。

        以進典公司為例,進典工業股份有限公司(簡稱JDV)創立於1975年,總投資2億台幣以上,廠房面積8,000平方米,是一家致力於科研開發、生産的專業控制閥廠家。國產控制閥產品大多屬代工性質,為使產品升級至高性能流量控制閥,需導入相當多之技術與專業能量,藉由金屬中心輔導國內閥門業者將產品升級並提高產品價值。

        藉由傳產計劃之協助,進典公司開始著力於高性能半球V-port流量控制閥之開發。其特色在於模組化閥座設計,只要置換極少零件就可轉換metal seatsoft seat,依據cv計算書決定Segment閥球角度設計,並建立產品細部規格料表及設計計劃書,作為產品驗証依據。所開發之產品屬Segment球型控制閥之衍生產品。球型閥是較為常用的控制閥,但是它的缺點為扭力高、成本高、Cv值小、纖維剪斷能力差。偏心控制閥則是流量變化控制特性差,扭力中等、纖維剪斷能力差。而中空球V型控制閥則具有相當高的扭力值,壓力回復係數FL值小,流量變化控制特性中等。因此,比較目前控制閥的性能而言,尚無替代Segment球型控制閥的產品。

預期成果:

(1)、開發高性能半球V-port產品,降低操作扭矩,改善流量控制特性,提升其應用附加價值。

(2)、開發國產高性能之流量控制閥,在品質上達國外標竿產品等級,在價格上具有競爭優勢,將JDV自我品牌打入國際市場

A、量化效益:經過大約半年全球行銷調查,包括美國市場、歐洲市場、大陸市場客户反應比預期熱烈,因此將預估產值由台幣2000萬元提升至台幣6500萬元,產量由年產250台提升至800台以上。

B、質化效益:

 a.提供控制閥多樣控制曲線:以本計劃球型控制閥為基礎,變更閥球開口型式,達到多樣控制曲線目的,增加產品線。

 b.衍生多樣式高階降噪音segment球型控制閥:本計劃球型控制閥為基礎,衍生多樣式高階降噪音segment球型控制閥。

C、促進投資:高性能閥門研發中心建廠投資約2.2億元新台幣,預計100.04 啟用之全球運籌研發中心新建廠房,公司致力於開發、生産專業控制閥 , 將產品升級至高性能流量控制閥,導入技術與專業能量,藉由金屬中心輔導國內閥門業者將產品升級並提高產品價值。

  • 產業貢獻

(1)、產品面:

        開發高性能流量控制閥平均單價可以提升1.6萬元,使高性能流量控制閥附加價值提升 30% 以上,每年可以取代進口產值 6000萬元,並建立國內工業用閥軸芯設計及SIZING PROGRAM軟體設計技術與智財權技術應用等領域技術, 大幅提昇國內產品國際競爭力。

(2)、公司面:

        進典、捷流、東光、偉允、芊信與瑞泓公司共同組成高性能流量控制閥研發聯盟來完成球閥、閘閥、蝶閥與球型閥等高性能流量控制閥開發工作,協助國內製閥業者從OEM成功轉型升級為ODM廠商,或者建立自主品排,建立整合性行銷模式,擴大外銷至歐美先進國家,爭取到國際大廠訂單,100年可以增加產值 2.3億,成為國際知名廠商之高性能流量控制閥工業用閥供應商。

(3)、產業面:

        串連國內高性能流量控制閥產業鏈上中下游廠商做研究開發與整合性行銷模式建立,促成中北部等高性能流量控制閥閥產業群聚效益,促進台灣 20家以上製閥業者投入此群聚產業,促使台灣製閥產業成功轉型,創造新的高性能流量控制閥研發與行銷合作商業服務模式,活化傳統產業,擺脫大陸、越南等低價工業用閥競爭,並促成 Valve Team ( Victory-Team 勝利團隊) 成立 ,來提昇國內高性能流量控制閥工業用閥技術水準,解決石化工業、鋼鐵業、半導體業、造紙業與發電廠等產業長期為國外少數廠商掌控,閥製品高價進口問題,對台灣生態環境保護與閥製品產值提升有重大貢獻。

  • 計畫衍生價值創造-整體

在產業環境面向

A、對於產品之特性影響較大之關鍵性技術與設計方向,如閥門機構、材料、金屬球面精細加工、球面金屬表面處理、閥球及閥座球面金屬配對研磨、低扭矩、高止洩漏能力、流量變化控制特性等。流量控制曲線及降噪音及高壓降則為未來產品之設計重點,至於閥壽命之優劣等重要元素。藉由計劃協著聯盟廠商使用設計分析軟體作為工具,能有效建構分析模型,求得深具參考價值的數據,有助於縮短設計時間,降低實驗測試所需的成本。       

B、培植國內控制閥產品研發設計與生產上之國產自主化,避免受控於國外進口廠家操控價格,造成閥類廠商整體競爭力與產品價值無法提升的隱憂。因此有必要整合製閥廠商與貿易通路廠商,依市場需求開發高值化流量控制閥產品,並取得國內外認證來取代進口產品與增加國際競爭力。      

C、九十九年度在計劃之執行過程中,促使高性能流量控制閥研發聯盟增加就業人數達 68人,已超出原本之預期目標16人,顯示閥產業積極研發與拓展業務之能量相當驚人。而在產業結構方面,閥門製造商與通路商之配合亦成功推動,藉此範例做為往後高值化閥門行銷之典範。

  • 計畫衍生價值創造-整體產業價值面向

(1)、流量計算及性能技術方面:

產品現有技術:流量性能係數引用國外產品型錄

產品技術突破:自行規劃控制閥流量曲線特性

成果:控制閥流量性能係數計算值與測試值誤差為±8%以內

產業效益:提高流量控制閥性能、增高品質競爭性

 (2)、金屬硬密封與材料成型加工技術方面:

產品現有技術:一般僅採鍍硬鉻處理,高技術層次產品則採日本及歐美進口。

產品技術突破:硬化層金屬塗佈與精密加工研磨技術

成果:流量控制閥可提升至Satellite 或INCONEL材料等級

產業效益:提高產品使用壽命與工作溫度,並使閥座洩漏由Class IV(漏率為額定流量之0.01%以下)提升至Class V(漏率5x10-4cc/min以下),擴展產品功能應用領域與其價值。

(3)、中軸防漏/閥座低洩漏技術方面:

產品現有技術:常溫下使用之軟墊密封層僅為PTFE材料及石墨

產品技術突破:對各類流量控制閥產品導入複合式軸封設計。

成果:針對不同之操作使用條件,使用如不銹鋼與PTFE/石墨/Carbon等燒結之多層次複合軸封。

利用中心現有高功能流量控制閥專利與其他專利組合,提高競爭力及建立市場與技術跨入障礙

產業效益:使產品可應用至如電廠及石化產業等嚴苛環境,亦可保有低逸散/長使用壽命特性。

(4)、產業之變動:開拓閥門在核能產業之應用市場

        核能產業商機無限,但要打入此一市場需具備核能用產品相關認證。為了將閥製品推入核能用閥產業裡,在計劃執行過程中協助閥廠參與相關推廣活動,目前至少已有捷流、東光、進典三家公司有強烈之企圖心拓展核能產業市場,已著手計劃取得美國ASME核能相關之產品認證。

 

3.5 成果營運計畫構想

國內相關產業之發展近況:

        我國製閥產業近年來因受大陸及東南亞閥製品低價競爭,加上國內廠商惡性競爭,使國內製閥廠商目前所面臨的是內、外雙重壓力。再加上部份廠商外移大陸設廠,以至於國內閥製品產量逐年衰退。研發聯盟公司為了根留台灣,放眼世界,致力投入研發高附加價值產品市場已經是不可逃避的唯一途徑。國內高值化低逸散控制閥市場向來為國外產品所獨佔,對國內製閥業者來說是一塊極待開發的處女地。近年來國內電子產業蓬勃發展,石化業、鋼鐵業、造紙業、食品業對於控制閥的需求量相當高,除了在國內銷售外,並且可外銷至日本及中國大陸,由於其單價為傳統閥門之5~10倍,必可提升國內閥製品產值。因此,發展高功能流量控制閥可將產品推向國際的舞台,而聯盟公司的研發能力也可從PTFE球閥提昇至Metal Seat控制閥,進入高階控制閥產品的領域。

全球閥製品產業狀況:

        據2009年Freedonia Group分析指出,全球閥製品市場需求於公元2004年達620億美元,年成長率為5.37%,到了公元2014年預估將達到826億美元的規模,期中以亞太地區的成長最令人矚目。全球閥製品產值前六大業者,包括Tyco、Emerson Electric、Invensys、Dresser、Crane等,均為歐美日等國之廠商,各集團均有其利基產品及特色,Tyco及Crane以傳統閥見長、Dresser則以控制閥為主、Emerson Electric則以製程系統整合見長,但全部產量僅佔全球閥製品產量14%,故閥產業的集中性非常低。

產業結構分析:

        其他中小型公司透過利基市場及產品區隔,朝特定產品方向發展,使得全球製閥專業分工更區明顯,例如Velan以高溫高壓閥為主、CCI生產電廠用控制閥、Parker以半導體製程用閥為主、VAT則以真空用閥為主。

  在技術方面由於產品設計已逐漸成熟,各大廠除掌握產品相關技術外,朝向系統整合設計方向發展,透過網路系統及DCS系統進行產品、系統及製程之整合設計,提供使用者Total Solution,其中以Emerson Electric集團最具代表。

  2009年大陸閥製品產值約為17.1億美金(約575億台幣),製閥業者約有3000家,產品以水龍頭及傳統低價位之閥製品為主,佔80%以上,其產品平均單價約為120千元/噸,其價格為國內之1/2,以目前主要之出口產品為水龍頭及鑄鐵製品。

        在工業用閥方面,大陸製閥品主要屬於傳統手動操作之閥製品,但其產品可靠度及壽命不足,價格在國際間仍無法提升,屬低價位產品,但挾其價格優勢,也造成整體市場之威脅。各國看準亞洲國家之發展潛力也紛紛在亞洲建立據點,如Crane及Tyco即在上海成立分公司並投資設廠,將傳統閥製品轉型為開發高值化自動控制閥。大陸依其地區產業特性,在閥製品發展部分主要著力於石化業使用之產品為主,例如API產品,且在過去十年間通過API認證之閥廠由30家成長至80餘家,顯示在這方面大陸之發展極為迅速,國內業者應加緊研發之腳步以因應大陸業者之興起。

未來三年控制閥產業市場預估:

2012年全球控制閥市場將超過60億    (資料來源: http://china.toocle.com生意社)

        回顧在2006年至2007年間,全球控制閥市場再一次實現兩位元數位的增長率。強勁的收入增長預期將在未來的五年內持續6%的複合年增長率(GAGR)。根據ARC諮詢公司的研究表明,控制閥市在2009年達到48億美元,2012年預計將超過64億美元。控制閥供應商在2010年第一季度繼續經歷強有力的收入增長,雖然北美和歐洲市場有所放慢,但對供應商沒有造成什麼影響。在發展中國家,如中國、印度和中東地區,以石油和天然氣部門為主均有較高的需求量儘管擁有強勁增長的機遇,挑戰依然存在。

        中東的石油投資繼續推動市場增長--在2008年全球經濟受金融風暴大環境的影響下,雖然國際原油期貨價格曾一路跌致45美元,然而控制閥供應商繼續贏得在石油和天然氣開採、煉油及石化行業的大型專案訂單。獲利于全球持續的高油價,作為控制閥產業的最大消費群體:石油與天然氣公司得到充足的資本去增加生產和煉油的能力以滿足市場的需要,這種趨勢一直呈上升狀態。而高價的石油也讓石油和天然氣公司開始提高現場設備的智慧化水平,以改善他們的監測過程、防止產品損失以及優化生產,而智慧化的過程恰恰不能缺少控制閥的身影。2009年全球的控制閥市場受到金融風暴的影響減小,到達2012年時增64億美元仍大有可為。

本計畫成果對國內產業發展之重要性

        本計畫係進行「高性能流量控制閥產業群聚」之輔導與服務,北部地區一向為我國流量控制器產業發展重鎮,以往主要以提高生產效率、降低交易成本作為主要競爭手段,近年面對韓國與中國大陸等地區挾價格、成本與資本投資等優勢,產業面臨空前競爭壓力。藉由本計畫之產業高性能流量控制閥群聚整合服務與輔導,可協助業者進行高性能流量控制閥等差異化高值化產品規劃,並且推動高性能流量控制閥群聚業者運用政府研發補助專案計畫,如SBIR等進行創新產品開發,再藉由加強整合性行銷輔導與服務,促成產業高性能流量控制閥群聚與國際知名品牌鏈結,掌握國際大廠高值化產品訂單機會,加速升級轉型為創新型產業高性能流量控制閥群聚,發揮高性能流量控制閥群聚競爭優勢,提高產業附加價值。

計畫產出可營運之成果說明

(1) 、對於產品之特性影響較大之關鍵性技術與設計方向,如閥門機構、材料、金屬球面精細加工、球面金屬表面處理、閥球及閥座球面金屬配對研磨、低扭矩、高止洩漏能力、流量變化控制特性等。流量控制曲線及降噪音及高壓降則為未來產品之設計重點,乃至於閥壽命之優劣等重要元素。金屬中心使用設計分析軟體作為工具,能有效建構分析模型,求得深具參考價值的數據,有助於縮短設計時間,降低實驗測試所需的成本。

(2)、 國內製閥業之閥流量係數(Cv)大多採用國外之類似值作為參考,或直接採用測試之方式進行量測;以前者而言,由於每一家廠商所製造的閥在零件上不盡相同,因此所採用之Cv值與實際之Cv值往往誤差極大;以後者而言,實際測試Cv值雖為最有效之方式,但由於繪出完整的Cv曲線所須要量測的流量範圍很大(以6"閥而言,所需測試流量將自200GPM~2000GPM以上)因此成本極高,並不能滿足閥業對於多TYPE及多尺寸之開發要求;由於近年來PC速度大幅增進,以往許多僅能在工作站上使用之CFD軟體漸漸移植於PC上,目前所使用之CFD軟體接受由CAD-3D工具所建立SOLID模型直接作實際流場運算,邊界條件、工作流體及金屬材質等亦能根據真實狀況作設定條件,因此對於Cv值的計算具有相當高的準確度。

(3)、 國內工業用閥生產廠商的技術,往往只在於本身加工與組裝測試方面,較難的整合上下游製閥業者與水平聯合相關製閥業者做閥設計技術、中軸防漏填料與專利突破與迴避與相關協同設計工作,再配合金屬中心閥製品專業測試與國際認可登錄方式來檢測各項低逸散閘閥、控制閥及球型閥產品的可靠度,來提高使用者的信賴度。以驗證關鍵密封材、中軸的石磨墊圈及相關流量測試與閥門品質。以培植國內控制閥產品研發設計與生產上需要國產自主化,避免受控於國外進口廠家操控價格,造成閥類廠商整體競爭力與產品價值無法提升的隱憂。因此有必要整合製閥廠商與貿易通路廠商共同組成研發聯盟,依市場需求開發高值化流量控制閥產品,並取得國內外認證來取代進口產品與增加國際競爭力。

成果營運方向

        國內業者主要採代工方式生產,部分較具規模的業者採自有品牌的方式經營,如進典、捷流、偉允等公司亦均採用自有品牌的經營模式。但受限於中小企業規模,同時製閥業本身資金及人才不足下,面對急迫性轉型升級過程中,亟需政府提供相關輔導協助。目前國內業者為符合工業用閥產業昇級,紛紛尋求技術及市場的突破:

        目前國內業者為符合國內外產業需求及擺脫新興國家產品低價競爭,須尋求技術及市場的突破,以產品昇級為策略目標,主要以開發高值化(低逸散、流量控制應用、高溫高壓環境及超低溫環境應用)工業用閥為方向,其中又以流量控制閥之產值為最大。

(1)、特殊用途型之工業閥件閥,如流量控制閥、高性能蝶閥、旋轉閥等。

(2)、高價值高競爭性工業用閥,如超低溫閥、高溫高壓閥及金屬閥座球閥。

(3)、生技食品用閥,對於製程閥件之潔淨度要高,如潔淨閥等。

  • 未來目標

a.建立符合環保及安全議題,使得高性能流量控制閥縮小災害的發生機率,減少洩漏造成的污染問題。

b.支援中心執行相關創新前瞻及關鍵技術研發計畫之基礎及產業進行技術升級之平台。

c.厚實研發與檢測驗證能量與資源,來服務國內外業者進行產品驗證之研發與檢測驗證能關工作,加速相關產業升級及提升附加價值。

d.藉由全國認證基金會(TAF)認可驗證機構對產品執行公正獨立之符合性評鑑,以證明廠商所產製之產品符合指定之標準及試驗項目,並建立合格廠商及產品名單。

  • 未來願景

a.建立國產化高性能流量控制閥開發平台自主研發技術

b.關鍵性元件開發技術擴展到化工業、生技業、造紙業、鋼鐵業與半導體業

c.進入到國內自主研發高溫高壓與低逸散洩漏製程元件開發領域,開發綠色產業產品

d.與台灣認證基金會( TAF)規劃低逸散洩漏製程元件產品驗證體系

對產業預期效益

  • 量化指標

        高值化流量控制閥發展願景是朝向國內流量控制閥門產品附加價值提升,進而提昇國產品牌的國際知名度,在亞太及兩岸地方競爭中脫穎而出,同時產業立足台灣放眼全球流量控制閥市場。

高值化流量控制閥產業群聚99至101年度目標如下:

  99年 100年 101年
增加群聚廠商 7家 8家 10家
新產品產出 4件 5件 5件
提高年產值 5200萬 9600萬 2.3億
增加投資額 1500萬 6000萬 7000萬
取代進口 850萬 1300萬 2500萬
增加就業人員 5人 9人 14人
  • 質化目標

A、流量計算及性能技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:控制閥流量Cv特性規範/【ISA 75.02】

b.產品現有技術:流量性能係數引用國外產品型錄

c.產品技術突破:自行規劃控制閥流量曲線特性

d.預期成果:控制閥流量性能係數計算值與測試值誤差為±8%以內

e.預期產業效益:提高流量控制閥性能、增高品質競爭性

B、金屬硬密封與材料成型加工技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:特殊材料熱噴塗、焊接、球形研磨加工技術

b.產品現有技術:一般僅採鍍硬鉻處理,高技術層次產品則採日本及歐美進口。

c.產品技術突破:硬化層金屬塗佈與精密加工研磨技術

d.預期成果:流量控制閥可提升至Satellite 或INCONEL材料等級

e.預期產業效益:提高產品使用壽命與工作溫度,並降低閥座洩漏。

C、中軸防漏/閥座低洩漏技術輔導:

a.產品技術指標及技術來源:

b.產品現有技術:常溫下使用之軟墊密封層僅為PTFE材料及石墨

c.產品技術突破:對各類流量控制閥產品導入複合式軸封設計。

d.預期成果:針對不同之操作使用條件,使用如不銹鋼與PTFE/石墨/Carbon等燒結之多層次複合軸封。

e.利用中心現有高功能流量控制閥專利與其他專利組合,提高競爭力及建立市場與技術跨入障礙

f.預期產業效益:使產品可應用至如電廠及石化產業等嚴苛環境,亦可保有低逸散/長使用壽命特性。

聚落後續運作規劃

(1)、持續執行高性能控制閥設計與國際驗證合作

(2)、深化控制閥聯盟群聚行銷商業營運模式運作

(3)、爭取核能級用閥發展計劃

第一階段 : 100年度目標

a.規劃核能同級品蝶閥(壓力Class 900,溫度 320 ℃)檢測實驗室 設備能量建立

b.協助製閥業者輔導建立ASME N-Stamp認證制度

c.輔導開發核能同級品閥,進入國內核電廠非核島區供應鏈體系

第二階段 : 101-102年度目標

a.爭取傳統產業創新計畫,成立核能級用閥研發聯盟,申請核能同級蝶閥與球型控制閥SBIR研發聯盟型計畫與申請整合型業界科專

b.成為國內金屬製閥產業技術轉型,升級之研發平台提供者

c.輔導國內製閥業者建立ASME N-Stamp認證制度,並取得國內製閥業者第一張ASME N-Stamp證書

第三階段 : 103-105年度目標

a.由中心結合核研所與工研院材化所申請成立核能關鍵類零技術發展科專計畫,支援核能級產品關鍵類科專,結合業界開發與檢證產品

b. 核能同級品閥檢測驗證實驗室核心能量提昇, 深化核心技術

c.因應核島區閥製品供應鏈需求, 研發產品關鍵技術及新製程

 

 

 

 

 
 
 

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