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工业4.0时代 我们和日本、美国的差距有多远

2014年11月26日 09:41中国机床商务网作者:张云山、梁津铭点击:5826

  【中国机床商务网 市场分析】我国的机器人市场目前62%的市场被海外品牌占据,8成以上的机器人配件需要进口。要摘取这颗“制造业皇冠顶端的明珠”,我们仍有一段很长的路要走。
  

 

  机器人正将越来越多的操作工人从简单重复的体力劳动中解放出来。在人力资本、招工难、提高生产效率等多重因素影响下,许多行业都在机器换人。作为新工业革命的一个切入点和重要增长点,机器人将影响全球制造业格局。但我国的机器人市场目前62%的市场被海外品牌占据,8成以上的机器人配件需要进口。要摘取这颗“制造业皇冠顶端的明珠”,我们仍有一段很长的路要走。
  
  1318万元VS17.88万元
  
  进口与国产,机器人差的不只是身价
  
  生产空调冰箱压缩机的嘉兴加西贝拉公司,去年厂区里增加了335台机械手臂。“总投入3亿元,老厂区的136台机器人花了1.1亿元,新厂区购买的199台机器人花了1.9亿元,大概2年多能回本。”加西贝拉的负责人告诉钱江晚报记者,去年11月18日,这批机器人正式进厂工作,一年来产生的效益超过1亿元。
  
  335台机器人可以顶替700多人工,每年节约4200多万元人员开支,这是最直接的效果。
  
  机器人上岗后,给加西贝拉带来了质的提升。压缩机出厂前,都需要进行开机检验质量,之前人工检测,每台要5分钟,机器人自动检测只需30秒。机器人未普及时,2012年每百万台的次品率有354台,而机器人上岗后,每百万台的次品率已降到179台,降低了一半。
  
  用了机器人后,公司节能30%,二氧化碳减排9.6吨,产能提升35%。小型电机生产线的噪音降低了5分贝,工作环境好多了。
  
  机器人对加西贝拉生产效率的提升更明显,公司产能100万台时,工人有1000人;现在产能2500万台,用工只有3600人,用工只增加了2.6倍。
  
  “以前的装配线很多工人都是重复简单的动作,工人也感觉学不到技术,很枯燥。现在工人可学习机器维修,工资水平也提升了。”加西贝拉的负责人说,他们已尝到机器人的好处,剩下的几条生产线的机器人改造也在进行中。
  
  机器人也分三六九等,在加西贝拉购买安装的335台机器人中,最便宜的国产机器人只要17.88万元一台,最贵的进口机器人要1318万元一台,主要负责压缩机核心部件的加工。
  
  那么着两台机器人价格差这么多,差在哪里呢?
  
  “就跟体操队的全能选手和单项选手一样,一个是简单的机械手臂,只会几个动作,另一个是全能选手,什么都会做,而且做得快,精度还更高。”加西贝拉的这两台高档机器人从德国进口,是厂里名副其实的高富帅,可顶替8个高级工人的工作。离开了17.88万元的机械手臂,加西贝拉每天产能可能减少一点,但离开了1318万元的机器人,工厂的压缩机可能就要趴窝了。
  
  重要零部件8成靠进口
  
  国产机器人制造与日美至少差10年
  
  杭州电子科技大学副教授王雷刚刚完成一份国内机器人行业的调研报告,他发现我国在工业机器人的相关基础零部件方面已经取得了一定的进展,但无论从质量、产品系列方面,还是批量化供给方面,与国外产品仍有较大差距,特别是在高性能交流伺服电机和高精密减速器方面的差距尤为明显。在高精度机器人用减速机方面,市场份额的80%以上被日本的帝人、Harmonic谐波减速机两家公司所垄断,售价居高不下,同时对合作外的生产商进行产品供应限制,关键核心部件一直受制于人,造成了国内机器人大多由国外企业垄断的局面。
  
  机械本体、驱动系统和控制系统是工业机器人最核心的三大部分。本体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,大多数工业机器人有3~6个自由度,腕部通常有1~3个自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作。
  
  控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。实际上,国产机器人有着与“中国制造”相仿的发展轨迹:包括减速器等部件仍依赖日本和德国等国家的进口,产品基本上还是“组装”而来。
  
  从去年开始,中国已成为全球最大的工业机器人消费国。数据显示,去年中国工业机器人销量达36860台,占全球销量的1/5,与2012年相比增长41%。“2013年,我国自主品牌工业机器人还是以中低端的三轴、四轴机器人为主,高端的六关节轴机器人占比重还不足6%。进口的多关节机器人占全国工业机器人销量的比重已达62%,自主品牌的产品还远远不能满足国民经济的发展要求。”工业和信息化部装备工业司副司长王卫明表示,我国的高端工业机器人与国外差距较大。
  
  国产机器人跟国外的高端机器人差距到底有多大?“同样的机器人,一个可以用5年以上,另一个只能一两年,还经常维修。”王雷副教授讲了一个例子,台州一家工厂,用了国内的机械手臂,第一年工作良好,第二年这批机器人就不定时“罢工”,影响了公司的订单发货,最后厂家不得不全部换成了价格贵一倍的进口机器人。
  
  杭州市机器人技术产业发展联盟秘书长王国耀,1997年参观日本生产ATM机的无人化工厂时被震惊了。“工厂里就两三个工人,其他的全是机器人,从进料、生产到封装、运输,全部是机器人在干。工人只是在显示器前点几下鼠标,把出现的问题解决一下。”
  
  他认为无人化工厂是将来的一个趋势,机器人上岗不只是为了节约人力,更是为了提高用户全流程体验,提高产品质量水平和标准化,改善员工操作环境,同时培育员工由操作型向知识型转型。他最近到浙江的几个工厂,多数还是人海战术,远没有达到日本20年前的水平。
  
  市场十年要增10多倍
  
  机器人时代在招手
  
  最近在网上很热的德国工业4.0的视频,一部高档数控机床可以几分钟内把一块钢,加工成高精度的航空发动机部件。这个数控机床也是一个工业机器人。
  
  机器人正成为新工业革命的一个切入点和重要增长点,如何摘取这颗皇冠上的明珠,这是摆在国内机器人行业的一道难题。
  
  东兴证券的研究报告称,随着未来几年,中国每年有2600万以上的人退出体力劳动适龄人口,而每年新增的零零后仅1600万,剪刀差效应将造成每年体力劳动适龄人口减少1000万,十年累计减少1亿有效劳动力,这使得工业机器人的需求很旺盛。
  
  2013年3.7万台/年,到2023年将增加到74万台/年;本体市场规模870亿元,本体市场增长空间15倍左右;系统集成市场在2500亿元左右,市场增长空间13倍左右。机器人时代在招手。
  
  “机器人其实是一个工业体系的展示,不仅是造个机械手臂那么简单。”王雷说,工业机器人是综合计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,其研发与应用情况是工业自动化水平的重要标志。现在国内的机器人的核心部件中,高档变速器、伺服器等几乎全部依赖进口,国产核心零部件要进入主流市场还有很长一段路要走。。
  
  王国耀告诉记者,国内的机器人行业正进入爆发期,他们协会从两年前的几家会员发展到了30多家企业,几乎每月都有新企业进入,不少资金来自房地产、矿业、贸易等其他领域。
  
  他认为,现在机器人的发展很迅速,但要从低端迈向高端,仍需政府、金融机构、大学、企业等多方共同努力。他认为,中国的机器人产业可以从控制系统入手,打造自己的核心竞争力。“美国的机器人在本体方面不跟日本、欧洲去竞争,它的优势是控制系统和软件,在机器本体上开发各种应用,造出全球顶尖的服务型机器人。中国有广阔的市场,完全可以发挥自己的优势,在机器人行业里占据一席之地。”
  
  国家工信部副部长苏波表示,工信部将通过加强顶层设计引导行业发展,加大对机器人产业的资金支持力度和政策扶持等,力争到2020年,形成较完善的工业机器人产业体系,高端市场占有率达45%以上。
(来源:钱江晚报 )

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