而滿足這種“柔性”的需求,在“執(zhí)行”則需要更高的智能化水平,因此需要打通工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、各種專有設(shè)備,使其配合得宜、完成生產(chǎn)的要求。
機(jī)床作為工業(yè)母機(jī),是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石,已經(jīng)發(fā)展成為一個近9萬億產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè),釋放著巨大的國產(chǎn)化替代潛力。數(shù)控機(jī)床作為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ),能夠?yàn)楦鱾€部門提供裝備和手段,在智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的當(dāng)下,發(fā)揮著重要的戰(zhàn)略意義。
2021年,機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到峰值285億美元,體量巨大,但面對如此巨大的“蛋糕”,國內(nèi)的高端產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口,我國數(shù)控機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場。
2021年我國金屬加工機(jī)床進(jìn)口額74.6億美元,同增25.4%;出口額53.2億美元,同增32.7%,貿(mào)易逆差額為21.4億美元。并且我國金屬加工機(jī)床進(jìn)口主要來源于日本、德國、中國臺灣等國家和地區(qū),2021年三者進(jìn)口額合計(jì)占比超70%,機(jī)床進(jìn)口高度集中的特點(diǎn)可能會帶來高端機(jī)床裝備和關(guān)鍵功能部件的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn),同時核心技術(shù)可能面臨“卡脖子”問題。
這與機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)狀“如出一轍”。而在加緊實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的道路上,機(jī)器人和機(jī)床正在互相配合,共同“奔赴目標(biāo)”。
機(jī)器人企業(yè)入局機(jī)床
2021年12月,《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中明確提出要研發(fā)智能立/臥式五軸加工中心、高精度數(shù)控磨床等工作母機(jī)。2022年下半年以來,扶持政策出臺更是越來越頻繁,今年9月,首個中國主導(dǎo)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)系列國際標(biāo)準(zhǔn)ISO23218-2正式發(fā)布,在二十大上也強(qiáng)調(diào)將國家安全提到非常突出的地位,尤其是軍工領(lǐng)域的自主可控,包含軍工制造裝備——高端五軸數(shù)控機(jī)床的自主可控。
與此同時,疫情后工業(yè)自動化生產(chǎn)優(yōu)勢明顯,疊加國內(nèi)人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高,工業(yè)自動化生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品需求不斷增加。2022年9月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為43009臺,同比增長48.28%;1-9月,工業(yè)機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量為322544臺,同比增長20.04%,同比增速有所回升。隨著機(jī)器替代人的進(jìn)程不斷加速,工業(yè)母機(jī)結(jié)合工業(yè)機(jī)器人、激光設(shè)備的技術(shù)不斷增加,將加速推動工業(yè)母機(jī)需求。
有研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,我國數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模未來將穩(wěn)定較快增長,到2024年將達(dá)到5728億元,相較2021年的2687億元大幅增長113.17%。
由于底層技術(shù)互通性,機(jī)器人代表性企業(yè)拓斯達(dá)也在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的布局,成立子公司埃弗米,其產(chǎn)品主要包括五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床、高速加工中心、數(shù)控磨床等數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品,以及主軸、轉(zhuǎn)臺、擺頭、齒輪頭、動力刀塔等核心零部件。打造了高剛性主軸技術(shù)、GTRT 齒輪驅(qū)動轉(zhuǎn)臺技術(shù)、齒輪傳動雙擺頭技術(shù)等關(guān)鍵部件技術(shù)優(yōu)勢。
華中數(shù)控也形成了高、中、低三個檔次的系列產(chǎn)品,擁有華中 8 型系列高檔數(shù)控系統(tǒng)新產(chǎn)品。
機(jī)器人配合機(jī)床,助力生產(chǎn)制造
機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器,即對金屬、其他材料、工件進(jìn)行加工成為所需的形狀、尺寸的機(jī)器。數(shù)控機(jī)床全稱數(shù)字控制機(jī)床,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)具有處理控制編碼或指令規(guī)定程序的能力,通過數(shù)控裝置發(fā)出的控制信號,控制機(jī)床的運(yùn)作,按照設(shè)計(jì)圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工,能較好的解決復(fù)雜、精密度較高、多品種的零件加工問題。
作為一種更加智能化、數(shù)字化的產(chǎn)品,數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)床本體及其他輔助系統(tǒng)組成。
在制造業(yè)實(shí)際使用場景中,金屬和塑料是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為基礎(chǔ)的兩種材料,將原材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品尤其是大型工件,往往需要機(jī)床,而加工過程中通常會引入工業(yè)機(jī)器人,完成搬運(yùn)、打磨、噴涂等工作,起到輔助生產(chǎn)的作用。
在柔性制造中,二者的配合同樣重要。
隨著大批量生產(chǎn)達(dá)到瓶頸,消費(fèi)者的個性化需求日益強(qiáng)烈。柔性制造適應(yīng)了“大規(guī)模定制”生產(chǎn)批量小而品種多的特點(diǎn),成為了制造業(yè)的“新概念”。而滿足這種“柔性”的需求,在“執(zhí)行”則需要更高的智能化水平,因此需要打通工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、各種專有設(shè)備,使其配合得宜、完成生產(chǎn)的要求。
共同跨越“國產(chǎn)替代”大關(guān)
從當(dāng)前全球數(shù)控機(jī)床市場分布來看,主要集中在亞洲和歐美國家。其中,中國和日本的全球市場占比并列第一,占比均為32%;德國、美國、意大利的全球市場占比分別為17%、6%、5%。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模為5724.05億元。2021年中國數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模為2687億元,同比增長8.65%,預(yù)計(jì)2022年市場規(guī)模約為2957億元。
機(jī)器人同樣面臨國產(chǎn)替代的問題,受制于核心技術(shù)空心化,國產(chǎn)替代面臨著技術(shù)壁壘。機(jī)器人的核心零部件占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人本體70%的生產(chǎn)成本,是產(chǎn)業(yè)鏈的主要價值高地。而發(fā)那科、ABB、安川、庫卡之所以能一直把持工業(yè)機(jī)器人市場,其優(yōu)勢就在于其掌握了核心零部件這部分的關(guān)鍵利潤點(diǎn),因此具備較強(qiáng)的盈利能力。而部分內(nèi)資品牌可規(guī)模生產(chǎn)零部件,往往還停留在滿足中低端的需求。
無論是機(jī)床還是機(jī)器人,都需要機(jī)電一體化產(chǎn)品,精密傳動裝置、伺服電機(jī)和控制系統(tǒng)等均是核心技術(shù),對于已經(jīng)具備一定的資金、市場和技術(shù)實(shí)力的企業(yè),通過打造產(chǎn)業(yè)鏈、合作或并購擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)版圖,不斷吸納人才,發(fā)展技術(shù),結(jié)合本土服務(wù)優(yōu)勢,未來有望真正實(shí)現(xiàn)對國外品牌的進(jìn)口替代。