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中国机器人产业“大跃进”背后的深思

2015年01月28日 09:43中国机床商务网点击:4988

  【中国机床商务网 机床上下游】在过去30多年中,中国制造业凭借着廉价资源和劳动力、各种招商引资优惠政策、稳定的低汇率以及庞大的市场,吸引了欧美日等制造强国的产业转移。然而,随着经济的发展,国内外的形势发生了巨大变化,制造业面临重大挑战。近年来,中高端的制造业开始回流发达国家,而低端的制造业又会再寻求劳动力成本更低的地区去发展,比如印度、东南亚地区,在此情况下,中国必须加快产业升级,提高自动化水平。
  
  改革开放和国企下岗第一批工人,已经逐步开始退出劳动力市场,新进来的年轻人,相对老一辈而言,更加注重自身的发展和身体的健康,很多重复性的劳动,还有纯体力的劳动,还有工作环境比较恶劣的工作,现在就没有人愿意做。与此同时,国内企业也同样面临着“招工难、用工难、留工难”的尴尬境地,尤其是一些高危高强度的的工作环境,采用机器人代替人工已经成为业界公认的大趋势。
  
  在2014年6月9日的两院院士大会上,国家主席习近平表示,“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,并称“我们不仅要把机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场”。然而2014年以来,中国品牌在世界上的接受度有所提高,但由于技术落后,来自国外机器人产业的压力一直存在。
  

 
  调查发现,国内涉及机器人行业的上市公司约有40家,若比较其盈利能力,上游核心零部件与下游系统集成商拥有较好的盈利能力,平均毛利率大致为30%左右,共18家上市公司专注这两大领域;处在中游的本体制造商毛利率仅为10%-20%,约20家左右上市公司涉及本领域。总体来看,多数上市公司布局在机器人附加值较低的制造领域,而高端核心领域布局较少。
  
  国产机器人内忧外困
  
  国产机器人最大的机遇所在,当属广阔的市场无疑。然而由于技术、资金等诸多因素限制,我国机器人产业由传统机械臂向新一代机器人进化的过程一直不太顺利,面对国际巨头强势入侵,国产机器人未来之路注定漫长艰辛。
  
  自主品牌薄弱:根据工信部统计,我国自主品牌工业机器人以三轴、四轴的坐标机器人和平面多关节机器人为主,六轴的多关节型机器人占全国工业机器人销量的比重不足6%。而外资品牌销售的工业机器人中多关节型机器人占全国工业机器人销量的比重达到62%,自主品牌产品还远不能满足国民经济各领域的发展要求。
  
  核心零部件研发滞后:从精密减速器、伺服电机和驱动器三大关键组成部分来看,目前,国内还没有能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业,而被少数几家国际巨头垄断。相对于减速器,伺服电机和驱动器市场虽未形成主要厂商垄断现象,但几大国际厂商在中国也建立了分工厂,供应充足,产品价格相对合理,在此背景下,国内厂商仍处于追赶阶段。
  
  产品认知度与附加值低。国产机器人还是以搬运和上下料机器人为主,主要应用在危险系数高、繁重、工作环境恶劣和定位精度要求较高的喷涂、铣削、焊接、磨抛及汽车零部件生产等行业低端领域。虽然在一些技术含量低的劳动岗位,机器人替代已成趋势,但缺乏决策、判断能力的机器人,注定无法胜任所有岗位,也无法引起人力劳动的快速贬值。这注定了技术含量较低的国产机器人竞争力低下。
  

 
  低端产能过热。机器人产业被提至国家战略性新兴产业以及国家主席习近平在两院院士大会上的讲话,引发资本市场狂热。据不完全统计,我国已建成和正在建设的机器人产业园区达40多家。截至2014年10月,国内已有超过430家机器人相关企业,平均每周还在新增两家企业。应该说,突然爆发的机器人市场是馅饼也是陷阱,大量良莠不齐的企业大干快上,极易引起重复建设、资源浪费以及产业整体水平低下。
  
  相比美欧日韩,国内机器人密度很低,存在较大的提升空间,因此中国已成全球工业机器人重要市场,各国机器人巨头在中国布局也在日益完善。目前,在开拓中国市场方面领跑的是欧洲企业。瑞士ABB集团不仅在中国拥有生产基地,而且建立了研发基地,构建了第一时间应对当地企业需求的体制,2012年在中国的销量为3200台。而德国库卡机器人2012年的销量为3470台,目前正在中国加强销售和服务。此外,日本发那科和安川电机在中国的机器人销量也名列前茅。日本川崎重工业、精工爱普生未来分别将在中国江苏与深圳投入巨资,建立机器人生产线。
  
  在全球巨头的紧密布局下,中国机器人产业既有机遇也有挑战,核心技术研发虽老生常谈,却是永恒不变的真理。目前国内或以企业为单位、或以区域为联盟,提出了不少繁荣机器人产业的发展目标,若能脚踏实地、勤勤恳恳地逐个实现,实现国产机器人产业振兴并非难事。
  
  无核心技术将陷入死局
  
  在国家政策的带动下,全国掀起一股轰轰烈烈的机器人“大跃进”风潮,机器人产业园、机器人企业迅速涌现。数据显示,截至2014年9月,中国机器人相关企业数量为428家,其中1季度-3季度就增加了175家,占到总数的41%。跃进式发展固然在短期内迅速增加产能,但由此带来的低端化问题则更为严重。一些企业盲目进入,自身其实并不具备生产能力与技术研发基础,而多数稍有准备的企业,亦停留在组装、模仿国外产品的阶段。
  
  在此之下,无核心技术成为国内机器人产业最突出的问题。在机器人制造核心部件中,国产机器人80%-90%使用国外减速器,60%-70%使用国外电机、40%-50%使用国外控制器。三大核心部件几乎全部依赖国外进口,很多中国厂商仅扮演“组装者”角色。
  
  核心技术缺失的重压之下,国产品牌一贯采用的低价策略难以为继。近年来,减速器、伺服电机、控制器等关键零部件进口价水涨船高,如国内企业购买减速机的价格是国外企业价格的将近5倍。此外,关税制度也对国产品牌机器人造成不利影响,目前机器人进口均为免税,而国内机器人厂商购买核心部件仍然征税,价格差距被进一步拉大。长此以往,低价优势终将失去。
  
  随着诸如“高端产业低端化”此类唱衰之音响起,国产机器人面临的处境将愈加艰难。在国家政策的大力支持下,国产机器人产业应尽快进入整合发展期,通过淘汰低端产能、加大研发投入等方式提高自身的技术水平,缩小差距直至迎头赶上。
  
  核心零部件国产化是关键
  
  “在机器人国产化的进程中,首先是位置重复精度低,同时也有电机和驱动技术、控制算法的影响,其次是可靠性低,但总体上比较大的关键点是在减速机上面。”深圳市雷赛智能控制股份有限公司控制事业部市场总监吴寒如是说。
  
  众所周知,长期以来,国内精密减速器、伺服电机、控制器三大工业机器人关键零部件大多依赖进口,导致国产机器人单体成本居高不下。尤其是减速器,研发试用的进展都相对缓慢。
  
  “埃斯顿目前用的是进口的减速器,国外的价格是国产的两倍甚至三倍,非常坦率地讲,我们更愿意用国产的减速器。十几年前买一个一千瓦的伺服电机,市场上的价格是一万两千块,目前价格的大幅下降是因为有了更多伺服电机的厂商,试想,如果中国不做伺服电机,今天它的价格可能依然是一万两千块。”埃斯顿机器人工程有限公司副总经理吴蔚迫切希望实现所有核心零部件的国产化。
  
  吴蔚表示,埃斯顿除减速器之外的数控系统、伺服驱动和电机都已经自主研发生产,这也让埃斯顿的产品更具性价比。
  
  济南翼菲自动化科技有限公司深圳分公司总经理谭维佳也赞同拥有核心技术会更具性价比优势,“翼菲自动化的并联机器人从机械设计到视觉识别,还有它的控制系统、模块设计,全部自主研发的,量产以后我们价格空间会更大。”
  
  “从我的出发点来说,各个企业都需要做好自己的事情,从而和各个企业我们通过互相合作的方式,把我们遇到的挑战逐一克服。”一直致力于控制器、伺服驱动、工业视觉等核心部件研发生产的深圳市汇川技术股份有限公司运控产品线副总经理陈培正表示。
  
  提高机器人盈利能力形势迫切
  
  随着智能化发展,国内机器人企业由“制造”向“智造”方式转型的需求越发迫切,而了解机器人产业未来发展大趋势,是成功转型的关键所在。具体而言,企业应集中资源,将产研精力放在以下几个方面。
  
  一、机器人操作结构。以德国KUKA公司为代表的机器人公司,已将机器人并联平行四边形结构改为开链结构,拓展了机器人的工作范围,加之轻质铝合金材料的应用,大大提高了机器人的性能。由此来看,通过运用模态分析及仿真设计等现代设计方法,实现机器人操作结构的优化设计,将是提升其性能的关键。
  
  二、机器人控制系统。机器人控制系统性能已经有了很大提高,由过去控制标准的6轴机器人发展到现在能够控制21轴甚至27轴,并实现了软件伺服和全数字控制。目前重点应放在研发开放式、模块化控制系统,并向基于PC机的开放型控制器方向发展,以便于标准化、网络化。
  
  三、机器人传感技术。传感器之于机器人的作用日益重要,除传统的位置、速度、加速器传感器外,激光、视觉等传感器已被某些专业机器人应采用,未来应用范围将进一步拓宽。该领域的研究热点在于有效可行的多传感器融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。
  
  四、虚拟现实技术。一些公司的机器人实现网络通信功能后,虚拟现实技术就被提上日程。目前,虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。可以想见,此技术必将成为未来机器人产业不可或缺的竞争要素。
  
  2014年以来,国产机器人接受度显著提高,这意味着经过过去几十年的积累,中国机器人市场已进入持续释放期,未来必将迎来爆发式增长。而企业对机器人技术未来发展方向的准确把握,是赶上这波爆发机遇的有效途径。
(来源:OFweek 工控网)

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