2015中國國產機器人市場競爭趨勢分析
本文導(dao)讀:未來我國(guo)工業機器(qi)人(ren)對核(he)心(xin)零(ling)部件需求巨(ju)大。受訪企業及專家(jia)認(ren)為,在創造(zao)良好的(de)市場(chang)環境,讓機器(qi)人(ren)企業得(de)到健康(kang)發(fa)展的(de)同時,國(guo)家(jia)也要推動完善多層次的(de)研發(fa)體系(xi),加快(kuai)基(ji)礎性研究(jiu),另一(yi)方面宜(yi)盡快(kuai)出臺機器(qi)人(ren)產業及相(xiang)關(guan)技術(shu)的(de)國(guo)家(jia)標準(zhun),助(zhu)推核(he)心(xin)技術(shu)研發(fa)攻關(guan)。
中企顧問網訊:
據中企顧問(wen)網了解,我國(guo)目前已成為全(quan)球第一大機(ji)器(qi)(qi)人(ren)市場,但本土機(ji)器(qi)(qi)人(ren)研(yan)發(fa)制(zhi)造(zao)水平在國(guo)際競爭中仍處于劣勢。其中,核心零(ling)部件關鍵(jian)技術久攻不克,嚴重阻(zu)滯我國(guo)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)產業良性發(fa)展,并加劇產業“國(guo)退洋進”風(feng)險。
國(guo)際機(ji)器人(ren)聯(lian)合(he)會(hui)統計顯示(shi),2013年外資企業在華銷售工業機(ji)器人(ren)總量超(chao)過27000臺,較上年增長20%,占(zhan)據中國(guo)市場70%以上的份額。
減速(su)器、控制器和(he)伺(si)服電(dian)機被稱為機器人(ren)的三(san)大(da)核心零部件,這三(san)大(da)核心零部件再加(jia)上本體,就可以成為一(yi)臺完整的工業(ye)(ye)機器人(ren)。雖然當下我國(guo)本土機器人(ren)企業(ye)(ye)眾多,但RV減速(su)機、諧(xie)波減速(su)器、伺(si)服電(dian)機與驅(qu)動(dong)、控制器等工業(ye)(ye)機器人(ren)核心零部件技術(shu)仍跟(gen)國(guo)外品(pin)牌有(you)相當差距,不少企業(ye)(ye)依賴進口(kou)。
比如,中國(guo)企業制造工業機(ji)器(qi)人所(suo)需的減(jian)速器(qi)很大(da)部分向日(ri)(ri)本減(jian)速器(qi)生產(chan)商購買,有(you)代表性的是日(ri)(ri)本的納博(bo)特斯克和哈默雷(lei)科,這兩家的減(jian)速器(qi)在(zai)市場上占有(you)絕(jue)對(dui)主導地位(wei)。伺服電(dian)機(ji)以歐(ou)美品牌最(zui)為高端,日(ri)(ri)本安川(chuan)則是世界上最(zui)大(da)的伺服電(dian)機(ji)供應(ying)商。
相(xiang)關市場調(diao)研報告請見中企顧問網(wang)發布的《2014-2020年中國(guo)機器人(ren)行業(ye)監測與投資前景研(yan)究報(bao)告》
據(ju)業內人士介紹,核心零部(bu)件之所(suo)以如此重(zhong)要,是因為(wei)它跟機器人性能息息相關(guan)。以核心零部(bu)件中最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)減(jian)速(su)(su)器為(wei)例(li),精密減(jian)速(su)(su)器使機器人伺服電機在一個合(he)適的(de)速(su)(su)度(du)下運轉(zhuan),并(bing)精確地將轉(zhuan)速(su)(su)降(jiang)到工業機器人各部(bu)位需要的(de)速(su)(su)度(du),提高機械體(ti)(ti)剛性的(de)同時輸(shu)出更大(da)的(de)力矩,因此機器人關(guan)節減(jian)速(su)(su)器要求(qiu)具有(you)傳動鏈短、體(ti)(ti)積小、功(gong)率大(da)、質量輕和易于控制等特(te)點。
與國(guo)外(wai)產品(pin)相(xiang)比,國(guo)產核心(xin)零部(bu)件(jian)仍有不少差距。中國(guo)工(gong)程院院士、哈爾濱工(gong)業大學機電控(kong)制及自動化系教(jiao)授蔡鶴皋(gao)表(biao)示,我(wo)國(guo)核心(xin)零部(bu)件(jian),特(te)別是減速(su)(su)器的(de)壽命、性(xing)能、噪音控(kong)制等都不行(xing)。“例(li)如,機械(xie)臂(bei)運動很復雜,有快有慢有正有反(fan),我(wo)們的(de)減速(su)(su)器就達(da)不到(dao)要(yao)求,可靠性(xing)和質量(liang)也不行(xing)。我(wo)們減速(su)(su)器噪音大,人家(jia)的(de)很安(an)靜。”
哈爾濱工業大學機(ji)器(qi)(qi)人研究所副所長(chang)李瑞(rui)峰(feng)表示,國外(wai)機(ji)器(qi)(qi)人經過(guo)了大量驗證,而(er)國產(chan)機(ji)器(qi)(qi)人的(de)(de)穩定性(xing)、壽命、精(jing)度等往往達(da)不到預期。機(ji)器(qi)(qi)人要求高性(xing)能(neng)動(dong)態(tai)過(guo)程(cheng),只有在不斷試驗中(zhong)才(cai)能(neng)對性(xing)能(neng)做測試,靜態(tai)是很難(nan)測的(de)(de)。
“人家(jia)的(de)都經(jing)過了大量驗證,你這個剛生產(chan),能保證幾(ji)年不壞嗎?所以它必須有口(kou)碑支持(chi),要等待示范(fan)運用(yong)。”李(li)瑞(rui)峰說。
這在東莞(guan)盈動高科自(zi)動化有限公司的經歷(li)中體現得(de)尤為(wei)明顯(xian)。該公司是國家(jia)“千人計劃”專(zhuan)(zhuan)家(jia)、美(mei)國堪薩斯州(zhou)立(li)大(da)學(xue)工(gong)程學(xue)院(yuan)材料(liao)科學(xue)博士莊德津及其團隊領銜成立(li)的,企(qi)業進駐(zhu)廣東東莞(guan)松山湖僅數年(nian)便(bian)成功申請了(le)6項專(zhuan)(zhuan)利(li),其中3項為(wei)發明專(zhuan)(zhuan)利(li)。
經過多年的(de)(de)潛心(xin)攻堅,莊(zhuang)德津及其(qi)團隊研發(fa)出達(da)到(dao)世界領先(xian)水平的(de)(de)絕對值(zhi)編碼器,這是跟伺服電機緊(jin)密相關的(de)(de)一個基礎核心(xin)零(ling)部件,打破了(le)國(guo)外(wai)行業巨頭對該領域(yu)的(de)(de)壟斷局面(mian),產品(pin)不僅(jin)獲得了(le)包(bao)括來自德國(guo)等地行業權威(wei)的(de)(de)認(ren)可,且(qie)銷售價格僅(jin)為(wei)國(guo)外(wai)行業巨頭的(de)(de)幾十(shi)分之一。
然而,公司副總經理羅日輝(hui)在將擁有自主創新(xin)技術(shu)的(de)領先產品拿到東莞一家大型制造企業推廣時卻碰了壁。
該大(da)型制(zhi)造企(qi)業(ye)主(zhu)直(zhi)言,其(qi)所使用(yong)的(de)(de)機器(qi)人設備每臺價值數百萬元,核心零部件全部來自國外廠家,而(er)盈動高科生(sheng)產的(de)(de)編(bian)(bian)碼器(qi)沒有經過長時間穩定測試,企(qi)業(ye)不(bu)可能(neng)(neng)為了(le)節(jie)省編(bian)(bian)碼器(qi)這(zhe)一(yi)核心零部件的(de)(de)成本,冒上整套設備可能(neng)(neng)因盈動高科提供的(de)(de)編(bian)(bian)碼器(qi)不(bu)匹配(pei)而(er)損壞的(de)(de)風險。該企(qi)業(ye)主(zhu)提出(chu),除非盈動高科能(neng)(neng)夠拿(na)出(chu)長期測試穩定的(de)(de)報告,不(bu)然即便(bian)(bian)編(bian)(bian)碼器(qi)的(de)(de)質量(liang)再(zai)好,價格再(zai)便(bian)(bian)宜,他(ta)們也無法使用(yong)。
產業競爭力削弱
目(mu)前國內機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)本體公(gong)司(si)中只(zhi)(zhi)有廣州數(shu)控、南京埃斯頓、沈陽(yang)新松機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)等(deng)少(shao)數(shu)公(gong)司(si)在進行(xing)控制(zhi)系統、驅動和伺服電機(ji)等(deng)核心(xin)零(ling)(ling)部件自(zi)主研發。不少(shao)國內企業只(zhi)(zhi)是購買進口零(ling)(ling)部件后集成組裝機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren),缺乏核心(xin)技(ji)術。業內人(ren)(ren)(ren)士擔(dan)憂(you),長此以往,“核心(xin)零(ling)(ling)部件之短(duan)”將致本土企業生存空間被(bei)擠壓,“國退洋(yang)進”風險放(fang)大。
由于缺乏(fa)核心零部件技(ji)術,我國(guo)企業在采購中議價空間狹(xia)窄(zhai),導(dao)致(zhi)成(cheng)本(ben)居高不下(xia),市場競爭力(li)不強。
中(zhong)國科學院深圳先進技(ji)術(shu)研究院智能仿(fang)生中(zhong)心(xin)副(fu)主(zhu)任(ren)、廣東省機器人(ren)與智能系統重(zhong)點(dian)實(shi)(shi)驗(yan)室副(fu)主(zhu)任(ren)吳(wu)新宇表(biao)示,在(zai)(zai)工業(ye)機器人(ren)成本(ben)中(zhong),成本(ben)占比最高(gao)的(de)為減速機,約占35%,伺(si)服電(dian)機約占25%,控制(zhi)器約占15%,機器人(ren)本(ben)體在(zai)(zai)總成本(ben)中(zhong)占比不到25%。若缺(que)乏核心(xin)技(ji)術(shu),本(ben)體機器人(ren)企業(ye)可掌控利潤著實(shi)(shi)有限。南京某機器人(ren)生產企業(ye),電(dian)機、控制(zhi)器、減速機均從(cong)日(ri)本(ben)進口,因(yin)成本(ben)過高(gao)入不敷(fu)出(chu)。
與國(guo)內機器(qi)人(ren)企業(ye)(ye)核心零(ling)(ling)部件(jian)(jian)嚴重依賴(lai)進口形成鮮明對比(bi),國(guo)際品牌工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)廠(chang)商很(hen)多本(ben)(ben)身就是(shi)(shi)核心部件(jian)(jian)的(de)提供商,如日本(ben)(ben)發那科(ke)是(shi)(shi)世界上最大(da)的(de)專業(ye)(ye)數控系統生產廠(chang)商,安(an)川(chuan)和(he)松下都是(shi)(shi)全球最大(da)的(de)電(dian)機制造商之一(yi),這使(shi)得他們在成本(ben)(ben)上具(ju)有天(tian)然優(you)勢。此外(wai)(wai),國(guo)外(wai)(wai)工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)廠(chang)商還通過與主要核心零(ling)(ling)部件(jian)(jian)廠(chang)商的(de)長期合作關系行(xing)成了戰略默(mo)契,因采購量大(da)而得以拿到更加優(you)惠的(de)價格。
“種(zhong)種(zhong)因素加起來,導(dao)致自主品(pin)牌工(gong)業機(ji)器人(ren)(ren)廠商(shang)(shang)對核心(xin)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)的采購價通常遠高于(yu)國(guo)際品(pin)牌工(gong)業機(ji)器人(ren)(ren)廠商(shang)(shang),傳遞(di)到終端就是價格競爭力并不是很強或者(zhe)只能選擇性能難以保證的自主品(pin)牌零(ling)部(bu)(bu)件(jian)。”業內(nei)人(ren)(ren)士稱。
缺(que)乏核心技術,本土企業難(nan)進主流市(shi)場。記者(zhe)調研發(fa)現(xian),與國外產(chan)品(pin)相比,目前國產(chan)機(ji)器人大多為(wei)非標產(chan)品(pin)。
“核心零部件拿不(bu)下(xia),生(sheng)產非標只是權宜之策(ce)。雖然(ran)能適(shi)應國內中(zhong)小(xiao)企(qi)(qi)業(ye)復雜多變的需求,但難(nan)以量產,10%的市(shi)場份(fen)額,有100多家企(qi)(qi)業(ye)激烈(lie)競爭,很難(nan)產生(sheng)巨頭企(qi)(qi)業(ye)。”高(gao)工產業(ye)研究院機器人高(gao)級分析師(shi)陳超鵬說(shuo)。
天津一家機器(qi)人生產企業的總經理直言,囿于成本等考慮(lv),企業退(tui)而(er)求其次使(shi)用國(guo)產減速器(qi),無論(lun)精度還是(shi)壽命都難與國(guo)外產品媲美,這決定了產品只能(neng)走中低端路線(xian)。
另外,核(he)心零部件難以自(zi)產還(huan)致使后期(qi)維護受制(zhi)于人。2009年(nian),上(shang)海(hai)振華(hua)重工的(de)(de)迪拜自(zi)動化碼(ma)頭某國外品牌減速(su)器出現大面(mian)積故障,收費昂(ang)(ang)貴、維修效率低下讓企業十分被(bei)動。工作人員(yuan)何鋼(gang)說,現在振華(hua)使用(yong)的(de)(de)減速(su)器由自(zi)己生產,單(dan)算(suan)制(zhi)造的(de)(de)經濟賬確實不如全球采購實惠(hui),但加上(shang)國外減速(su)器高昂(ang)(ang)的(de)(de)售后成本來看,自(zi)己生產還(huan)是劃算(suan)的(de)(de)。
而(er)在運用端(duan),這種(zhong)負面(mian)效果也顯現出來。中節(jie)能(neng)太陽(yang)能(neng)科技(ji)(ji)(鎮江)有限公(gong)司(si)眼下(xia)使(shi)用的(de)(de)(de)30多臺機器人(ren)(ren)(ren)價值4500余(yu)萬元,無一例外(wai)是國(guo)外(wai)品(pin)牌。該公(gong)司(si)設備管理部副部長徐利民說(shuo),這些(xie)國(guo)外(wai)品(pin)牌的(de)(de)(de)機械手極(ji)大節(jie)省了(le)人(ren)(ren)(ren)力成(cheng)本(ben),提高了(le)公(gong)司(si)生(sheng)產率(lv)。但(dan)是,由于技(ji)(ji)術壁壘的(de)(de)(de)存在,后期(qi)維護很多時候都(dou)要尋求這些(xie)廠(chang)商的(de)(de)(de)支持,而(er)每一次都(dou)是收費的(de)(de)(de),這導(dao)致(zhi)使(shi)用機器人(ren)(ren)(ren)成(cheng)本(ben)居高不(bu)下(xia)。但(dan)是,相比較這種(zhong)維護成(cheng)本(ben)擔(dan)憂(you),他更(geng)擔(dan)憂(you)的(de)(de)(de)是使(shi)用穩定性未經過驗證(zheng)的(de)(de)(de)國(guo)產機器人(ren)(ren)(ren)產品(pin)而(er)出現問(wen)題。
“工業機器人如果安(an)裝在生產線上,一旦壞(huai)掉,就(jiu)意味著整條(tiao)生產線都會受(shou)影響,這是我(wo)們無(wu)法承(cheng)受(shou)之(zhi)重(zhong)。所(suo)以現在使用國外品牌機器人,也是無(wu)奈之(zhi)舉。”他說。
就在(zai)國(guo)內機器(qi)人企(qi)業(ye)處處受制的同時,外資機器(qi)人廠商已(yi)開始在(zai)國(guo)內大(da)舉“攻城略地”。目前(qian),ABB、庫卡(ka)、發那科、安川等(deng)國(guo)際機器(qi)人龍頭企(qi)業(ye)加快(kuai)在(zai)我國(guo)設(she)(she)立或擴大(da)直屬工廠的步伐。庫卡(ka)2012年(nian)在(zai)上海開設(she)(she)其在(zai)德國(guo)以外的全球(qiu)首家海外工廠,年(nian)生產能(neng)力(li)5000臺,占(zhan)其全球(qiu)產量的三分(fen)之一。
技術攻關竹(zhu)籃打水(shui)
早(zao)在20世紀80年代(dai)中(zhong)期(qi)國家863計劃啟動(dong)之初(chu),機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)就被列入(ru)重點攻關領域(yu);“七五(wu)”以(yi)來(lai),機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)產業(ye)亦始終榜上有名,“十(shi)二五(wu)”規(gui)劃中(zhong)更(geng)將其(qi)列為(wei)國家戰略性(xing)新興產業(ye)。但近30年過去,機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)核心零部(bu)件技術卻(que)依然攻而(er)不克、制而(er)不精。
對此,多位業內(nei)人士直言難以理解:“核心零部件搞了(le)多輪技術攻關,錢(qian)也投(tou)了(le)不計其(qi)數,為什么(me)到頭(tou)來卻竹籃打水一場空?”
一名(ming)參與過863計劃機器(qi)人項目的科學家說(shuo),863計劃在推(tui)動(dong)機器(qi)人發展(zhan)中(zhong)有積極作用,不過也走了(le)不少彎路(lu)。
他說,863計劃一(yi)開始定位是跟(gen)蹤國(guo)外先進水平(ping),追求高性(xing)能、高指標,對(dui)國(guo)內需要什么并沒有太多關注,后來指導思想(xiang)(xiang)有所轉變,提出了“要跟(gen)蹤也要沿途下(xia)蛋”。現在的指導思想(xiang)(xiang)是要為國(guo)家經濟(ji)發展(zhan)重大需求服務(wu),很多項(xiang)目要以企業(ye)為主導,要產業(ye)化。
“中(zhong)國一開始(shi)搞機器(qi)人(ren)就(jiu)是(shi)學外國,20世紀80年(nian)代(dai)才(cai)列入計(ji)劃,但日(ri)本80年(nian)代(dai)已經產業化了(le)(le)。過(guo)了(le)(le)30年(nian),我(wo)(wo)們(men)(men)的產業化程(cheng)度還(huan)沒有(you)日(ri)本元年(nian)的程(cheng)度高(gao),我(wo)(wo)們(men)(men)比人(ren)家慢。有(you)人(ren)說(shuo)2014是(shi)我(wo)(wo)們(men)(men)的機器(qi)人(ren)元年(nian),我(wo)(wo)們(men)(men)其實起碼(ma)慢走了(le)(le)30年(nian)。”他說(shuo)。
除了發(fa)展方向上曾(ceng)經走過(guo)偏差外(wai),研發(fa)和運用脫節嚴重也是長期制(zhi)約核心(xin)零部件(jian)攻關(guan)的重要原因。一(yi)位機器人廠商直言(yan),對一(yi)些高(gao)校(xiao)和企(qi)業而言(yan),科研項目就是拿錢(qian)(qian)工具。“我們曾(ceng)與某(mou)高(gao)校(xiao)合(he)作,項目到(dao)手(shou)就開始分錢(qian)(qian),真正(zheng)用于研發(fa)的不足一(yi)成,效果可想而知。”
南(nan)京埃斯頓(dun)自動化股份有限公司總工程師(shi)(shi)王杰高認為,研(yan)發成(cheng)果“下不去實驗臺,邁(mai)不進(jin)市場”現象(xiang)普遍(bian),長期以來一(yi)(yi)些重大科技專項課題成(cheng)果均出自高校(xiao)和(he)研(yan)究所,科研(yan)機構往往關注(zhu)成(cheng)果鑒(jian)定(ding)和(he)評獎(jiang),而不是市場。發表一(yi)(yi)篇論文,老師(shi)(shi)評職(zhi)稱、學生(sheng)得學位,唯一(yi)(yi)想不到的(de)就是如何(he)面向應用。
“研究所出來(lai)的機器人乍一看能走能動,但真正需要它精密焊接(jie)時,卻對(dui)不準焊點。技術創(chuang)新不是做個(ge)樣(yang)品,而(er)是要制成商品,技術轉化為(wei)產品同樣(yang)存(cun)在‘最(zui)后一公里’,我(wo)們(men)恰恰在這個(ge)環節差了一口氣。”昆山華恒焊接(jie)股份有限公司副總經理(li)錢魯泓說。
核心(xin)零部(bu)件技(ji)術(shu)長(chang)期上(shang)不去,也跟整(zheng)個國家(jia)工(gong)業(ye)體(ti)系基礎薄弱(ruo)有關(guan)系。多名業(ye)內人(ren)士(shi)表(biao)示,機器人(ren)的發(fa)展(zhan)依賴于國家(jia)裝備(bei)制造(zao)業(ye)整(zheng)體(ti)的提(ti)高,這(zhe)是一個系統性的問題。即便是該領域的巨頭,也是在(zai)一個技(ji)術(shu)共享(xiang)平臺上(shang)才能持(chi)續推進。
比如(ru),減速機(ji)和伺服電機(ji)對軸承、齒(chi)輪的(de)(de)(de)精度要(yao)求非常(chang)高(gao),國(guo)內材料(liao)也(ye)無法滿足機(ji)器人的(de)(de)(de)要(yao)求,而齒(chi)輪的(de)(de)(de)加工精度取(qu)決(jue)于(yu)高(gao)端數(shu)控(kong)機(ji)床的(de)(de)(de)能(neng)力,與(yu)數(shu)控(kong)機(ji)床等設備的(de)(de)(de)精度密(mi)切相關,在數(shu)控(kong)機(ji)床領域(yu),中國(guo)尚處于(yu)技術追趕(gan)階段。加工工藝的(de)(de)(de)差距涵蓋了基礎材料(liao)和制造(zao)工藝水平兩方面差距。
未來我國工業機器人對核心零部(bu)件(jian)需求巨大。受訪(fang)企業及專家(jia)認為(wei),在創造良好的(de)(de)市場環境,讓機器人企業得到(dao)健康發(fa)展(zhan)的(de)(de)同時,國家(jia)也要推(tui)動完善(shan)多(duo)層次的(de)(de)研發(fa)體系,加(jia)快基(ji)礎性研究,另一方(fang)面宜(yi)盡快出臺(tai)機器人產業及相關技術的(de)(de)國家(jia)標準,助(zhu)推(tui)核心技術研發(fa)攻關。