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中国和博洛尼亚时差:工業機器人領舞智能制造 締造產業發展新輝煌

   日期:2017-04-18     來源:博洛尼亚大学修复    瀏覽:90    評論:0    

博洛尼亚大学修复 www.qzstfv.com.cn   智能制造是從端到網的層層遞進發展,可以細分著力發展智能裝備和智能產品、推進生產過程智能化和深化互聯網在制造領域的應用三個方向。智能裝備和產品是智能制造的端,工業機器人則是智能制造的重要基礎。

  智能制造是中國制造2025的核心,工業機器人是智能制造騰飛的重要基礎。制造業是國民經濟的主體,是科技創新的主戰場,是立國之本和強國之基。在全球產業競爭格局發生重大調整,我國經濟發展進入新常態的背景下,我國頒布了制造強國戰略第一個十年綱領《中國制造2025》。智能制造是中國制造2025的核心,從《中國制造2025》重點突破領域可以看到智能制造的核心地位。智能制造是從端到網的層層遞進發展,可以細分著力發展智能裝備和智能產品、推進生產過程智能化和深化互聯網在制造領域的應用三個方向。智能裝備和產品是智能制造的端,工業機器人則是智能制造的重要基礎。

  中國是最具發展潛力的工業機器人國家,但競爭也更激烈。工業機器人在發達國家已經取得了較快的發展,日本和德國憑借先發優勢和技術積淀在工業機器人領域具備領先優勢,四大家族占據了工業機器人約50%的市場份額。我國工業機器人的需求增速近5年一直處在較高水平,2014年一舉成為全球最大工業機器人消費市場。我們認為我國人力成本上升、工業機器人成本回收期的縮短、工業機器人密度的差距都將維持我國工業機器人的景氣度,中國還是最有發展潛力的工業機器人國家。預計未來幾年中國機器人產能將成倍上升,但競爭將進一步加劇。

  工業機器人產業鏈中,上游核心零部件的受限于進口嚴重限制了我國工業機器人的發展,突破核心零部件生產的本土企業具備大規模產業化基礎,在競爭中具備優勢。工業機器人的產業鏈上中下游分別為零部件、本體和集成,我國企業大多集中在集成端,承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。這是由于核心零部件尤其是RV減速器的進口抬高了我國工業機器人的成本,嚴重制約了我國工業機器人產業的發展。工業機器人零部件亟需國產化突破,并且是規?;坎耐黃?,否則沒有意義。國內具有機器人零部件研制、本體制造和系統集成能力的機器人企業才具備大規模產業化基礎,能在接下來的競爭中占據優勢。

  風險提示:機器人下游應用領域需求不景氣的風險,核心零部件不能得到量產的風險

  1談智能制造,離不開工業機器人

  1.1.中國制造2025,締造“制造強國”戰略

  《中國制造2025》,是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。為推進我國從制造大國向制造強國邁進,國務院組織編制并于2015年5月8日正式發布了《中國制造2025》,對我國制造業轉型升級和跨越發展作了整體部署?!噸泄圃?025》提出通過“三步走”實現制造強國的戰略目標:第一步,到2025年邁入制造強國行列;第二步,到2035年我國制造業整體達到世界制造強國陣營中等水平;第三步,到新中國成立一百年時,我制造業大國地位更加鞏固,綜合實力進入世界制造強國前列。

  1.2.智能制造是中國制造2025的靈魂

  1.2.1.“智能制造”愿景描述

  智能制造是指在生產過程中,將智能裝備通過通信技術有機連接起來,實現生產過程自動化;并通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據,通過工業以太網等通信手段,上傳至工業服務器,在工業軟件系統的管理下進行數據處理分析,并與企業資源管理軟件相結合,提供最優化的生產方案或者定制化生產,最終實現智能化生產。

  智能制造不是空穴來風,它與德國提出的“工業4.0”方向趨同,是我國乃至世界制造業的發展方向。智能制造的提出遠早于《中國制造2025》,最早是以“改造和提升制造業”的形式提出。

  1.2.2.智能制造是中國制造2025的核心

  《中國制造2025》要推動的是智能化升級。自動化是我們所處的工業3.0版本,《中國制造2025》更強調的是推動信息化升級,達到智能化。在智能制造中,“端”——智能裝備通過通信技術有機連接起來,實現生產過程自動化,通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據,通過“網”——工業以太網等通信手段,上傳至“云”——工業服務器,在工業軟件系統MES的管理下進行數據處理分析,并與企業資源管理軟件ERP相結合,優化生產方案、實現定制化生產,形成“設計-開發-質量管理-服務”的閉環。

  從《中國制造2025》重點突破領域可以看到智能制造的核心地位。制造業覆蓋很廣,必須堅持整體推進、重點突破?!噸泄圃?025》圍繞經濟社會發展和國家安全重大需求,選擇10大優勢和戰略產業作為突破點,力爭到2025年達到國際領先地位或國際先進水平。它們是:新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械。我們對著十大領域的發展重點/應用示范工程,七大領域對智能制造有著明確相關要求。

  1.3.智能制造,工業機器人領舞

  1.3.1.智能制造是從端到網的智能連接

  根據我們對行業的實際訪談,得知:智能制造發展不是一蹴而就的,而是“自動信息化”、“互聯化”到“智能化”層層遞進、演變發展的。產業鏈涵蓋智能裝備、工業互聯網、工業軟件及將上述環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。

  1.3.2.工業機器人是智能制造的重要基礎

  智能裝備和產品是智能制造的實現端,工業機器人是智能裝備的重要基礎。智能制造實際是信息技術與制造技術的融合發展,可以細分著力發展智能裝備和智能產品、推進生產過程智能化和深化互聯網在制造領域的應用三個方向。三個方向中,智能裝備和產品是智能制造的實現端,智能裝備和產品中,最為重要的體現則是工業機器人?;魅頌媧斯ど俏蠢粗圃煲抵匾姆⒄骨魘?,是實現智能制造的基礎,也是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等應用需求,工業機器人將為智能制造中智能裝備的普及代表。

  2中國是最具潛能的工業機器人發展國家

  2.1.工業機器人在發達國家已經獲得快速發展

  機器代人熱潮使工業機器產業得到快速發展。工業機器人誕生于上世紀40年代的實驗室里,20多年后才在日本開始產業化。21世紀以來,隨著勞動力成本的不斷提高,技術的不斷進步,各國陸續進行制造業的轉型與升級,出現了機器人替代人的熱潮,工業機器人自動化裝備備得到了快速發展。據國際機器人工業聯合會統計,2014年全球工業機器人銷量達到22.92萬臺,同比增長28.7%。2008年至2014年,工業機器人期間復合增長率達到30.7%,正處在快速發展期。工業機器人已廣泛應用于汽車、電子電氣、金屬和機械等領域,在機器人替代人工生產是未來制造業重要的發展趨勢,是實現智能制造的基礎,是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。

  日本、德國的工業機器人水平全球領先,四大家族為全球主要的工業機器人供應商,這主要因為他們具備先發優勢和技術沉淀。日本在工業機器人關鍵零部件(減速機、伺服電機等)的研發方面具備較強的技術壁壘。德國工業機器人在原材料、本體零部件和系統集成方面有一定優勢。從全球來看,日本和歐洲是工業機器人的主要產地,ABB、發那科(FANUC)、庫卡(KUKA)和安川電機(YASKAWA)這四家企業是工業機器人的四大家族,成為全球主要的工業機器人供貨商,2013年四大家族工業機器人收入合計約為50億美元,占據全球約50%的市場份額。

  2.2.工業機器人在中國還有很高發展潛能

  2.2.1.我國已成為工業機器人最大的消費市場,景氣度仍在提升

  對比工業發達的日本、德國和美國,我國工業機器人需求增速的走向與他們大致相同,但增速一直較高。在2013年以前,日本一直是全球最大的工業機器人市場,但自2011年以來日本工業機器人的增速較為平緩。2013年,我國工業機器人銷量一舉成為全球最高,2014年我國工業機器人銷量達到57096臺,同比增長56.7%,銷量第一的市場位置繼續保持。

  2.2.2.未來這種趨勢會保持嗎?

  從機器人保有密度上看,會。取每萬人擁有的機器人數量為機器人保有密度指標,我國2014年為36臺/萬人,日本為314臺/萬人,德國為292臺/萬人,韓國為478臺/萬人,中國臺灣為138臺/萬人,全球平均為66臺/萬人。我國的機器人保有密度不僅與先進工業國家有差距有十倍之多,與全球平均水平相比都有翻番空間,這種差距也間接的顯示了未來工業機器人的需求空間。

  從機器人的成本回收期看,會。根據國家統計局的數據,我國制造業城鎮單位就業人員的年平均工資從2010年都30916萬元增長到2014年的51369萬元,年均增速達到13%。根據中國產業信息網的資料,工業機器人的成本逐年遞減4%。以165KG的六軸機器人為例,其回收周期將由2010年4.96年下降到2016年1.22年。隨著人力成本的上升、老齡化的加劇,我國數量龐大、低成本勞動力優勢在逐漸喪失,基礎性工作招人越來越難。工業機器人成本的下降,機器人的投資回收期還將進一步縮短,將有助于機器人逐步實現勞動力替代。

  機器人換人的節奏仍然沒有結束,隨著人工成本進一步提升,機器人價格進一步下滑,機器人在下游應用的領域逐步拓寬,機器人需求仍然保持景氣向上。

  2.2.3.國產機器人迎來巨大替代空間

  工業機器人的市場目前被日本四大家壟斷,國產化的替代空間還很大。我國工業機器人產業發展較晚,受零部件供應、相關技術和加工工藝等因素影響,中國市場上工業機器人基本被以ABB、庫卡、發那科和安川四大巨頭為主的國外機器人品牌占據著,國產機器人品牌僅占約8%的市場份額。中國處于工業機器人生產的產業鏈下游,多數廠商承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。隨著我國工業機器人市場需求的迅速擴大,國內企業的自主研發投入的不斷加大,研發能力不斷提升,未來幾年將拉近與國際廠商的差距,國產機器人將填補巨大的替代空間。

  3工業機器人產業鏈分析

  3.1.工業機器人產業鏈

  工業機器人具備在高?;肪誠律?、生產效率高、穩定性強、精度高等特點,它是通過編程或示教方式實現自動化,同時具備擬人形態及功能的裝置,主要由本體、伺服電機、減速機、控制器、傳感器等核心零部件構成,操作系統包括伺服系統、控制系統、視覺系統等。

  機器人自動化行業按產業鏈分為上游、中游和下游。上游生產核心零部件:包括減速器、伺服系統、控制器;中游是本體生產商,包括工業機器人本體、服務機器人本體。下游是系統集成商,包括單項系統集成商、綜合系統集成商。

  工業機器人優于傳統的機械設備的原因主要在于上游的關鍵基礎部件。從結構上來看,工業機器人由控制系統、驅動系統和執行機構組成,分別對應控制器、伺服電機和減速器等核心零部件。從成本上來看,核心零部件占工業機器人成本大頭,約72%左右。多軸工業機器人的成本構成中,機械本體約占22%;伺服系統約占24%;減速器系統約占36%;控制系統約占12%;其他外設約占6%。

  我國工業機器人主要集中在本體和集成端,原因在于核心零部件缺失嚴重抬高國內工業機器人成本,制約行業發展。多數廠商承擔系統二次開發、定制部件和售后服務等附加值低的工作。關鍵基礎部件中,減速器控制器在國內大部分知名機器人本體制造企業均已實現自主生產,但和國際水平仍有差距;而另兩個關鍵基礎部件——伺服電機和減速器,仍大量依賴進口。全球減速器行業集中度很高,兩家日本公司納博特斯(Nabtesco)和哈默納科(HarmonicDrive)控制的全球機器人減速器市場超過75%(工業機器人用減速器軸承的開發與應用,《機械工程師》2015年第5期),包括ABB、FANUC、KUKA、MOTOMAN在內的國際主流機器人廠商的減速器均由以上兩家公司提供。國內機器人市場主要采購以上兩家企業的減速器,但采購成本往往較高,這成為了制約國產機器人發展的主要瓶頸之一。

  國產機器人比進口機器人貴,原因在零部件上。根據產業信息網發布的《2014-2019年中國釹鐵硼永磁材料產業市場分析及投資前景預測報告》,目前一臺165kg焊接機器人成本國內約為29.9萬元,而國外大約為16.86萬元。零部件成本差異是造成國內外機器人成本差距的最大因素,其中減速器是成本差異最大部分,國內和國外和成本比達到4.4,控制器的國內外成本比,達2.6,伺服電機(驅動)的國內外成本比為1.68(1.95)。國內的材料消耗也更大,如在永磁同步伺服電機中釹鐵硼材料成本,國內單體用量比國外高接近1倍。

  3.2.核心零部件——市場需求廣闊,亟需國產化突破

  國內減速器、伺服電機市場需求廣闊。一般而言,一套工業機器人的一個手臂需要配備一個減速器和伺服電機,那一套工業機器人需要配備4-6個減速器/伺服電機和1套控制系統。根據世界機器人協會的預測,2015-2017年我國工業機器人銷量將保持12%的年增長率,分別達到6.395萬臺、7.162萬臺和8.022萬臺。假設平均一臺工業機器人平均配備5個減速器/伺服電機,工業機器人精密減速器/伺服電機的2015-2017年的需求量將達到31.98萬套、35.8萬套和40.1萬套。

  工業機器人零部件亟需國產化突破,并且是規?;坎耐黃?,否則沒有意義。減速器是國內機器人產業必須攻克的關卡,盡管研發過程漫長充滿挑戰,也有少數公司經過多年研發,生產出了減速器,但未大規模量產。日本減速器掌握減速器市場的絕大份額,大規模量產,生產成本低,掌握了定價權。根據我們的草根調研,國外進口RV減速器價格是國內企業減速器產品的3倍,他們還有很大的降價空間擠壓中國品牌。國內即使研發出合格的減速器,也得量產才有意義。否則沒有量,就算技術達到日本標準,日本四大家機器人公司同樣不會買中國的。

  3.2.1.減速器——機器人的關節,不能缺失之痛

  減速器對機器人意味著什么?精密減速器,是一種精密的動力傳達機構,它利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的裝置,從而降低轉速,增加轉矩。精密減速器是工業機器人最重要的零部件,工業機器人運動的核心部件“關節”就是由它構成,每個關節都要用到不同的減速機產品。

  按結構不同,工業機器人用精密減速器可以分為五類,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。精密減速器按照結構的不同,可以分為諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器五類。在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個性能指標上,它們各有不同。其中,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。

  RV減速器和諧波減速器是工業機器人中使用最主要的減速器,RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的趨勢。世界75%的精密減速器市場被日本的HarmonicaDrive和Nabtesco占領,其中Nabtesco生產RV減速器,約占60%的份額,HamonicaDrive生產諧波減速器,約占15%的份額。RV減速機主要用于20公斤以上的機器人關節,諧波用在20公斤以下機器人關節。RV減速器不像諧波減速器那樣隨著使用時間的增長,運動精度會顯著降低,在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的趨勢。但由于RV減速機組成零件更復雜,承載強度更高,不光制造難度要比諧波減速機大,其生產線投資規模遠大于諧波減速機。

  回顧減速器兩巨頭的前世今生,他們的減速器業務都經過了數十年的發展。如Nabtesco的RV減速器,前身正是帝人精機的主流產品。70年代開始,帝人精機減速器作為挖掘設備驅動馬達的核心部件使用。80年代早期,應世界主要機器人制造商要求,帝人精機改進了RV減速器,使之更加精準可靠,符合機器人制造行業的嚴格要求。取得了精密擺線針輪RV減速機專利后,于1986年開始批量生產,從此開始為現代工業機器人的關節應用進行配套??杉?,減速器是需要時間積淀成功的。

  我國精密減速器為起步晚,逆襲挑戰重重。相比日本巨頭幾十年的積淀,中國的工業機器人用精密減速器研究開始較晚,技術不成熟,形成了精密減速器不能自給自足的局面,嚴重依賴進口。RV減速器需要傳遞很大的扭矩,承受很大的過載沖擊,保證預期的工作壽命,因而在設計上使用了過定位結構,加工十分困難??此萍虻サ腞V減速器,實則是對我國工業基礎系統的挑戰。昂貴進口的通用機床不一定能生產出精密零部件,不是僅僅引進幾臺進口設備就可以生產制造出來的,沒有吃透相關材料、熱處理、工藝等是不可能生產出精密減速器的。國內有部分公司在技術水平上取得了重大突破,目前也未形成較大的銷售規模。

  國內涉足RV精密減速器的公司有上市公司秦川機床、上?;?、巨輪股份,新三板公司有唯一標的恒華股份,非上市公司有南通振康、恒豐泰、武漢精華、上海精華、山東帥克等,涉足諧波減速器的有非上市公司蘇州綠的諧波傳動科技有限公司、北京中技美克諧波傳動有限公司等。

  3.2.2.伺服電機:工業機器人的必不可少的關鍵零部件

  機器人電動伺服驅動系統是利用各種電機產生的力矩和力,直接或間接地驅動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執行機構,通常由伺服電機以及伺服驅動器組成。除了可以進行速度與轉矩控制外,伺服系統還可以進行精確、快速、穩定的位置控制。伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補充馬達間接變速裝置,它將電壓信號轉化為轉矩和轉速,以驅動控制對象,可使控制速度、位置精度非常準確。

  機器人對關節驅動電機的要求非常嚴格,交流伺服電機在工業機器人中得到廣泛應用?;魅碩運歐緇難細褚螅?)快速響應性,電伺服系統的靈敏性愈高,快速響應性能愈好。2)起動轉矩慣量比大,在驅動負載的情況下,要求機器人的伺服電機的起動轉矩大,轉動慣量小。3)控制特性的連續性和直線性,隨著控制信號的變化,電機的轉速能連續變化,有時還需轉速與控制信號成正比或近似成正比,調速范圍寬,能使用于1:1000~10000的調速范圍。4)體積小、質量小、軸向尺寸短,以配合機器人的體形。5)能經受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,并能在短時間內承受數倍過載。交流伺服驅動器因其具有轉矩轉動慣量比高、無電刷及換向火花等優點,在工業機器人中得到廣泛應用。

  目前國內高端市場主要被國外名企占據,主要來自日本和歐美,未來國產替代空間大。目前國外品牌占據了中國交流伺服市場近80%的市場份額,主要來自日本和歐美。其中,日系產品以約50%的市場份額居首,其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等,其產品特點是技術和性能水平比較符合中國用戶的需求,以良好的性價比和較高的可靠性獲得了穩定且持續的客戶源,在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優勢。未來五年,我國伺服系統行業受益于產業升級的影響,將保持較快增長,國產替代空間還很大。

  國產伺服產品將重現國產發頻器癿光輝歷程,進口替代加速迚行。起步相對較早的國產變頻器已經在OEM市場取得較好成績,而國產伺服產品技術正在不斷進步,我們認為本土伺服產品未來有望復制國產變頻器的發展路線,在OEM進口替代市場取得較大突破。

  中國內較大的伺服品牌市場包括上市公司埃斯頓、匯川技術、華中數控、廣州數控、和利時、新時達,新三板公司北超伺服。其中,匯川技術提供的機器人解決方案中伺服電機和數控系統基本實現自給,新時達、埃斯頓部分型號機器人開始使用自行研制的控制器和伺服系統,北超伺服能夠為客戶提供電機與驅動器一體化產品。

  3.2.3.控制器:與國際差距最小的機器人零部件

  機器人控制器是機器人控制系統的核心大腦??刂破韉鬧饕撾袷嵌曰魅說惱蛟碩?、逆向運動學求解,以實現機器人的操作空間坐標和關節空間坐標的相互轉換,完成機器人的軌跡規劃任務,實現高速伺服插補運算、伺服運動控制?;魅絲刂破饔苫魅絲刂破饔布突魅絲刂破魅砑槌??;魅絲刂破韉娜砑糠質槍ひ禱魅說?ldquo;心臟”,隨著科技的發展,工業機器人從下位機到上位機的應用軟件方面都有了不同程度的研究成果。

  控制器的市場份額基本和機器人保持一致,國內企業控制器尚未形成較大市場份額??刂破?、軟件與本體一樣,一般由機器人廠家自主設計研發。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發,各品牌機器人均有自己的控制系統與之匹配。因此控制器的市場份額基本和機器人保持一致,國內企業控制器尚未形成市場競爭優勢。

  國內企業機器人控制器產品已經交為成熟,是機器人產品中與國外產品差距最小的關鍵零部件,國內控制器與國外產品存在的差距主要在控制算法和二次開發平臺的易用性方面??刂葡低車目⑸婕敖隙嗟暮誦募際?,包括硬件設計,底層軟件技術,上層功能應用軟件等,隨著技術和應用經驗的積累,國內機器人控制器所采用的硬件平臺和國外產品相比并沒有太大差距,差距主要體現在控制算法和二次開發平臺的易用性方面。

  未來幾年中國國產機器人將得到快速發展,國產機器人控制器應用市場面臨較好的發展契機,尤其是在運動控制領域深耕多年的企業?;魅酥崾蕉?,對控制器性能要求也越高:機器人自由度的高低取決于其可移動的關節數目,關節數愈多,自由度越高,位移精準度也越高,其所使用的伺服電機數量就相對較多,即越精密的工業型機器人所用的伺服電機數量愈多。一般每臺多軸機器人由一套控制系統控制,也意味著控制器性能要求越高。隨著中國工業機器人的快速發展,具有較強研發能力的公司會具備更強的競爭優勢。

  本體:打通上下游產業鏈,體現于入口價值

  機器人本體是什么?機器人本體屬于設備集成的范疇。按照機械結構分,機器人本體可分為直角坐標機器人、SCARA機器人、關節型機器人、并聯機器人及其他。不同種類或行業的機器人,對技術指標有不同的側重要求。如汽車行業的焊接機器人對關節型機器人本體有較高精度和速度和要求,而碼垛類機器人、搬運機器人則對負載能力要求比較高,應用于電子行業較多的SCARA機器人則對精度和速度要求比較高。全球工業機器人市場主要為關節型全球工業機器人。

  機器人本體企業可以有效整合上游零部件企業和下游系統集成商?;魅吮咎逯圃焐談涸鴯ひ禱魅酥е?、手臂、底座等部件與精密減速器等零部件生產加工組裝及銷售,應用和集成可以本體企業自己實施,也可以給集成商來完成,本體企業具有有效整合上游零部件和下游系統集成商的入口能力。國際上的工業機器人本體制造商包括庫卡、ABB、發那科、安川電機等。國內包括新松機器人、廣州數控、銳奇股份、埃斯頓、埃夫特、佳士科技、亞威股仹等。國內大多數機器人本體公司以采購集成為主。

  2014年我國工業機器人本體市場規模84億,預計2018年機器人本體市場規模為300億,還有2.7倍的空間。根據世界機器人協會的最新數據和《中國制造2025》工業機器人技術路線圖,預計我國機器人市場未來4年復合增速約為30%,若以20萬元/臺的測算,則2018年我國機器人本體市場規模為300億,是2014年的2.67倍。

  經濟型本體是國產機器人本體的發展方向。國外機器人行業伴隨汽車行業的成長,而且汽車行業對機器人精度、效率和穩定性要求都非常高。在汽車領域,國內機器人企業短期不能和國外企業競爭??⒂τ糜諂擋狄醞庖話闃圃煲檔木瞇突魅聳槍魅吮咎逑紙錐蔚姆⒄狗較?。經濟型本體包括低成本的六軸通用機器人和三、四軸專用機器人。經濟型本體分為兩類:1)國產核心零部件可以突破,國內機器人企業可以批量化生產降低成本的通用六軸關節機器人;2)應用于某一領域的專用機器人,如用于電子行業的SCARA機器人、桌面機器人就屬于經濟型本體中的專機,這類專用機器人通常三、四軸(國外通常稱為機械手)。在電子、家電制造、金屬制造、塑料化工、食品等行業,外資機器人企業行業經驗和客戶基礎優勢并不明顯,客戶更加注重機器人產品的性價比,這是國產機器人的超車機會。

  長期看好能研制出適合中國市場需求的,具備成功五要素的機器人企業。“伺服系統”、“控制器”、“核心算法”、“精密減速器”,以及“應用和集成技術”這五大核心技術被稱為機器人本體的“成功五要素”。國內機器人本體要發展的好,在這五大領域至少要有2個是擅長的。首先伺服系統和控制器這兩塊要吃透,然后在核心算法方面需要做到比較好。高精度機械傳動(即減速機)可以采用外購。應用和集成可以本體企業自己實施,也可以給集成商來完成。

  3.2.4.集成:目前大多數國內機器人廠商業務集中于此,競爭激烈

  從產業鏈的角度看,機器人本體(單元)是機器人產業發展的基礎,而下游系統集成則是機器人商業化、大規模普及的關鍵。只有機器人裸機是不能完成任何工作的,需要通過系統集成之后才能為終端客戶所用。系統集成方案解決商處于機器人產業鏈的下游應用端,為終端客戶提供應用解決方案,其負責工業機器人軟件系統開發和集成,是工業機器人自動作業的重要構成。在我國,系統集成商多是從國外購置機器人整機,根據不同行業或客戶的需求,制定符合生產需求的解決方案。

  中國與美國類似,機器人公司集中在機器人系統集成領域。在工業機器人產業化的過程中,世界形成了三種不同的發展模式:日本模式、歐洲模式和美國模式。目前中國工業機器人產業化的模式與美國接近,即本身生產的機器人較少,眾多企業集中于機器人系統集成這一塊。其中原因是工業機器人關鍵零部件的核心技術主要掌握在幾家國際巨頭手中,機器人本體生產成本過高。

  機器人系統集成商作為中國機器人市場上的主力軍,普遍規模較小,年產值不高,面臨強大的競爭壓力。根據高工產研機器人研究院(GGII)的數據顯示,截至2014年9月,中國機器人相關企業428家,其中系統集成商就占88%,并且從相關市場數據來看,現階段國內集成商規模都不大,銷售收入1個億以下的企業占大部分,能做到5個億的就是行業的佼佼者,10個億以上的全國范圍屈指可數。由于硬件產品價格逐年下降、利潤也越來越薄,僅靠項目帶動硬件產品的銷售模式已經成為過去時,同時進入系統集成這個領域的門檻越來越低,競爭就更為激烈。系統集成的壁壘相對較低,與上下游議價能力較弱,毛利水平不高,但其市場規模要遠遠大于本體市場。

  系統集成想從小做大規模并不容易。系統集成企業的工作模式是非標準化的,從銷售人員拿訂單到項目工程師根據訂單要求進行方案設計,再到安裝調試人員到客戶現場進行安裝調試,最后交給客戶使用,不同行業的項目都會有其特殊性,很難完全復制。如果專注于某個領域,可以獲得較高的行業壁壘,但這個壁壘也使系統集成企業很難跨行業去擴張,其規模也很難上去。

  盡管存在諸多障礙,近年來國內還是涌現一批系統集成行業的佼佼者。國際機器人系統集成企業主要有KUKA、ABB、發那科、科馬、徠斯等。國內涉足下游集成應用領域的上市公司包括新松機器人、博實股份、天奇股份、廣州數控、埃斯頓等,其中新松機器人為國內最大的系統集成商,主要從事工業機器人及自動化成套裝備系統的研發、制造。新三板公司有伯朗特、林克曼、拓斯達等。

 
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