國產(chǎn)機(jī)器人的未來發(fā)展路徑

時(shí)間:2014-03-07

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:由于國外機(jī)器人行業(yè)伴隨汽車行業(yè)的成長,而且汽車行業(yè)對機(jī)器人精度、效率和穩(wěn)定性要求都非常高。在汽車領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)短期不能和國外企業(yè)競爭。因此,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)側(cè)重開發(fā)應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)以外一般制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人。

現(xiàn)階段國內(nèi)機(jī)器人廠商在高端領(lǐng)域不能直接與國外企業(yè)競爭,國內(nèi)機(jī)器人的成功之道在于打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈,生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人本體,尤其要突破減速機(jī)等關(guān)鍵零部件。

1.國產(chǎn)機(jī)器人本體成功路徑--打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈

國產(chǎn)機(jī)器人本體的“成功五要素”:國內(nèi)機(jī)器人本體要發(fā)展的好,在“伺服系統(tǒng)”、“控制器”、“核心算法”、“精密減速器”,以及“應(yīng)用和集成技術(shù)”這五大領(lǐng)域至少要有2-3個(gè)是擅長的。

這五大核心技術(shù)被稱為機(jī)器人本體的“成功五要素”。國產(chǎn)機(jī)器人本體要發(fā)展的好,在這五大領(lǐng)域至少要有2-3個(gè)是擅長的。首先伺服系統(tǒng)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(jī)械傳動(dòng)(即減速機(jī))可以采用外購。應(yīng)用和集成可以本體企業(yè)自己實(shí)施,也可以給集成商來完成。

2.打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈--“核心零部件”

(1)國內(nèi)機(jī)器人各核心零部件現(xiàn)狀

現(xiàn)階段雖然核心零部件國內(nèi)有企業(yè)研制出來,但是技術(shù)方面與國外有差距,還需要突破,特別是減速機(jī)。

伺服電機(jī)歐美品牌最高端,日本企業(yè)的質(zhì)量也很好,整體來講國外供應(yīng)商可選擇比較多,議價(jià)能力相對弱一些。國內(nèi)伺服電機(jī)進(jìn)步最大的是埃斯頓、廣數(shù)和匯川技術(shù)。

控制器是國內(nèi)企業(yè)比較拿手的,目前國內(nèi)做得比較好的企業(yè)有固高、眾為興、埃斯頓、廣數(shù)等企業(yè),也有哈工大、北航等科研院所。

國外機(jī)器人企業(yè)和納博、Harmonic兩家主要減速機(jī)企業(yè),有長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,而且它們需要的采購量也大,可以以較低的成本采購減速機(jī)。國內(nèi)企業(yè)議價(jià)能力弱,采購成本比國外通常貴3-5倍。三大關(guān)鍵零部件當(dāng)中,減速機(jī)利潤空間最大,因此實(shí)現(xiàn)減速機(jī)國產(chǎn)化是國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)降低本體成本,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)機(jī)器人本體銷售放量增長的關(guān)鍵。

需要重點(diǎn)講下貝加萊和KEBA,因?yàn)檫@兩家企業(yè)不僅僅可以提供伺服系統(tǒng)和控制器,還可以提供整套機(jī)器人系統(tǒng)解決方案,國內(nèi)很多機(jī)器人本體企業(yè)剛開始就是依靠貝加萊和KEBA。

(2)在所有關(guān)鍵零部件中,減速機(jī)國產(chǎn)化是重中之重。

全球減速機(jī)市場容量估計(jì)100多億,RV減速機(jī)和諧波減速機(jī)按數(shù)量看,兩者是6:4,RV減速機(jī)主要用于20公斤以上的機(jī)器人關(guān)節(jié),諧波用在20公斤以下機(jī)器人關(guān)節(jié),RV減速機(jī)由于組成零件更復(fù)雜,承載強(qiáng)度更高,難度要比諧波減速機(jī)大,而且RV減速機(jī)生產(chǎn)線投資規(guī)模遠(yuǎn)大于諧波減速機(jī)。世界范圍內(nèi)RV減速機(jī)企業(yè)主要包括納博特斯克、Spinea和住友,以納博特斯克為主;諧波主要是Harmonic。

國內(nèi)正在研制減速機(jī),或者打算研制減速機(jī)的企業(yè)很多,RV減速機(jī)企業(yè)包括南通振康、秦川發(fā)展、山東帥克等,諧波減速機(jī)企業(yè)包括江蘇綠的和中技克美。目前看諧波減速機(jī)可能比較快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,RV減速機(jī)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)可能還需要一些時(shí)間。如果諧波減速機(jī)能夠較快突破,可以配合國內(nèi)機(jī)器人本體企業(yè),滿足國內(nèi)3C等行業(yè)對20公斤以下小型通用六軸機(jī)器人強(qiáng)勁需求,推動(dòng)機(jī)器人本體國產(chǎn)化的進(jìn)程。

考慮到國內(nèi)工藝水平以及企業(yè)經(jīng)驗(yàn)欠缺,估計(jì)未來減速機(jī)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化之后,在使用壽命和精度方面仍然會(huì)與國際一流產(chǎn)品有一定差距。

(3)國內(nèi)機(jī)器人本體企業(yè)突破關(guān)鍵零部件有兩種思路。

思路一:走關(guān)鍵零部件自主研發(fā)路線,國內(nèi)南京埃斯頓、廣州數(shù)控等企業(yè)利用原來在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)方面的經(jīng)驗(yàn),自主研發(fā)機(jī)器人控制器和伺服系統(tǒng)。

思路二:走深度合作路線,即打通機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上下游。埃夫特等企業(yè),聯(lián)合上游關(guān)鍵零部件廠商,如固高、南通振康等,共同突破減速機(jī)等關(guān)鍵零部件。

3.打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈--“機(jī)器人本體”

與國外類似,國內(nèi)許多機(jī)器人廠商起源于上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè),且大多在近5年內(nèi)進(jìn)入機(jī)器人行業(yè)。另外,與國外不同的是,新松機(jī)器人和博實(shí)股份起源于科研院所轉(zhuǎn)型,是我國進(jìn)入機(jī)器人行業(yè)較早的企業(yè)。

(1)國內(nèi)外機(jī)器人企業(yè)關(guān)注點(diǎn)不同

中外機(jī)器人企業(yè)關(guān)注點(diǎn)不同:國外企業(yè)更關(guān)注前沿技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)關(guān)注核心零部件的突破以及在低端產(chǎn)能行業(yè)中尋求規(guī)模突破。

國外機(jī)器人在國內(nèi)市場也已經(jīng)占據(jù)了穩(wěn)固的地位,但是因?yàn)閲鴥?nèi)外對機(jī)器人的要求不一樣,國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)也是有機(jī)會(huì)的。國外要求機(jī)器人可以運(yùn)營10-15年,但成本很高,國內(nèi)客戶的可能注重要求在兩年內(nèi)就可以把成本收回來了。所以中國的機(jī)器人市場可能就是對壽命的要求不高,但是對成本收回期要求高。要求把人減下來的同時(shí),回收期越短越好。

(2)經(jīng)濟(jì)型本體是主要發(fā)展方向

在國內(nèi)外對機(jī)器人行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)不同的情況下,經(jīng)濟(jì)型本體是國產(chǎn)機(jī)器人本體現(xiàn)階段發(fā)展方向,包括低成本的六軸通用機(jī)器人和三、四軸專用機(jī)器人。從廣義上來講,可以自由編程的自動(dòng)化設(shè)備都算機(jī)器人,可以很好地實(shí)現(xiàn)人工替代。

由于國外機(jī)器人行業(yè)伴隨汽車行業(yè)的成長,而且汽車行業(yè)對機(jī)器人精度、效率和穩(wěn)定性要求都非常高。在汽車領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)短期不能和國外企業(yè)競爭。因此,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)側(cè)重開發(fā)應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)以外一般制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人。

所謂經(jīng)濟(jì)型本體分為兩類:一是國產(chǎn)核心零部件可以突破,國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)可以批量化生產(chǎn)降低成本的通用六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人;二是應(yīng)用于某一領(lǐng)域的專用機(jī)器人。比如,用于電子行業(yè)的SCARA機(jī)器人、桌面機(jī)器人就屬于經(jīng)濟(jì)型本體中的專機(jī)。另外,用于機(jī)床上下料的桁架機(jī)器人也是專機(jī)。這類專用機(jī)器人通常三、四軸,國外通常稱為機(jī)械手。

桁架機(jī)器人、桌面機(jī)器人的等專用機(jī)器人,通??梢员荛_關(guān)節(jié)零部件受制于國外企業(yè)的弊病。例如,桁架機(jī)器人關(guān)節(jié)是并聯(lián),每個(gè)關(guān)節(jié)的誤差不會(huì)累計(jì),不像六軸通用機(jī)器人那樣關(guān)節(jié)是串聯(lián)的,對每個(gè)關(guān)節(jié)精度要求都很高,每個(gè)關(guān)節(jié)誤差會(huì)累計(jì),會(huì)導(dǎo)致終端作業(yè)誤差很大。因此,專機(jī)可以采用精度較低的傳動(dòng)裝置。

(3)可自由編程的自動(dòng)化設(shè)備

從廣義上來講,可以自由編程的自動(dòng)化設(shè)備都算機(jī)器人,可以很好地實(shí)現(xiàn)人工替代。以AGV為例,一臺普通標(biāo)配的AGV可以抵三個(gè)搬運(yùn)工和一個(gè)司機(jī)加一臺運(yùn)輸車,人工替代效果明顯。從2010年開始,國內(nèi)AGV市場需求成倍增長,預(yù)計(jì)2014年國內(nèi)AGV的需求量將達(dá)到5萬臺,是2010年的10倍,總裝機(jī)量將達(dá)到25萬臺,成為全球AGV第一大消費(fèi)國。目前AGV應(yīng)用最多的是汽車行業(yè),其次是3C行業(yè)。

新松機(jī)器人的優(yōu)勢不僅僅在系統(tǒng)集成比較強(qiáng),而且在嘗試各種類型的自動(dòng)化設(shè)備,新松的AGV已經(jīng)是拳頭產(chǎn)品,未來可以把其它專用機(jī)器人和可編程的自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展起來,比如真空清潔機(jī)械手,以及自動(dòng)碼垛設(shè)備等。

4.看好能研制本體的機(jī)器人企業(yè)

我們長期看好能研制出適合中國市場需求的本體的機(jī)器人企業(yè),因?yàn)闄C(jī)器人本體是自動(dòng)化技術(shù)集大成者,在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上議價(jià)能力最強(qiáng),可以有效整合上游零部件企業(yè)和下游系統(tǒng)集成商。

從國外機(jī)器人企業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看,通常既有本體和零部件,又有集成業(yè)務(wù)的機(jī)器人企業(yè)規(guī)模會(huì)比單純做集成,或者只有零部件業(yè)務(wù)的企業(yè)規(guī)模要大很多。機(jī)器人本體是自動(dòng)化技術(shù)的集大成者,在整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上面占據(jù)最為重要的位置,有最大的議價(jià)能力。機(jī)器人本體企業(yè)可以利用這種優(yōu)勢地位,整合上游零部件企業(yè)和下游系統(tǒng)集成企業(yè)。

當(dāng)然,研制機(jī)器人本體只完成1/3的工作,還需要將機(jī)器人本體,與工藝和集成技術(shù)結(jié)合起來,才能最終滿足客戶需要,建立穩(wěn)固的競爭優(yōu)勢。

我們認(rèn)為未來國內(nèi)可能出現(xiàn)的機(jī)器人優(yōu)勢企業(yè),肯定是能夠研制出世界領(lǐng)先水平的機(jī)器人本體的企業(yè),而且也會(huì)從事系統(tǒng)集成業(yè)務(wù),甚至還有零部件業(yè)務(wù)。

5.國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人前沿

與國外類似,醫(yī)療機(jī)器人是我國服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的先行者,哈工大機(jī)器人所和北航機(jī)器人所的手術(shù)機(jī)器人國內(nèi)領(lǐng)先。在家用機(jī)器人領(lǐng)域,蘇州科沃斯被譽(yù)為中國的“IROBOT”,其產(chǎn)品由于價(jià)格比國外便宜,并迅速占領(lǐng)國內(nèi)市場。

(1)國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化先行者:醫(yī)療機(jī)器人

哈工大的腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)完成動(dòng)物活體取膽試驗(yàn),估計(jì)2年內(nèi)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。哈工大手術(shù)機(jī)器人性能和美國直覺外科公司的達(dá)芬奇機(jī)器人接近,但是有更為先進(jìn)的地方,比如哈工大手術(shù)機(jī)器人能夠做到手術(shù)時(shí)的反饋力,進(jìn)一步提高醫(yī)生的手術(shù)質(zhì)量。

另外,以蘇州博時(shí)為代表的國內(nèi)機(jī)器人企業(yè),在積極探索其它類型的醫(yī)療機(jī)器人,比如康復(fù)機(jī)器人、伽馬刀機(jī)器人和腸道手術(shù)機(jī)器人。以上產(chǎn)品都有望在未來5-10年真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

(2)科沃斯:中國的IROBOT

蘇州科沃斯原來是伊萊克斯吸塵器的代工企業(yè),從2009年開始推出“地寶”掃地機(jī)器人,價(jià)格約為IROBOT的ROOMBA一半,迅速占領(lǐng)國內(nèi)市場。估計(jì)2013年?duì)I收已達(dá)10個(gè)億規(guī)模,國內(nèi)市場份額超50%。

據(jù)專家估計(jì),目前家用掃地機(jī)器人在國內(nèi)的滲透率只有0.4%,而同類產(chǎn)品由于進(jìn)入美國市場的時(shí)間要比中國早的多,從2001年至今已經(jīng)過了12年的發(fā)酵,美國現(xiàn)在滲透率達(dá)到了16%,因此,以掃地機(jī)器人為代表的家庭服務(wù)機(jī)器人市場前景看好。

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