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国内机器人行业发展方向

时间:2015-09-14 11:13来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
(一)国产机器人本体未来发展路径 现阶段国内机器人厂商在高端领域不能直接与国外企业竞争,国内机器人的成功之道在于打通上下游产业链,生产经济型机器人本体,尤其要突破减速机等关键零部件。 1、国产机器人本体成功路径打通上下游产业链 国产机器人本体的

  (一)国产机器人本体未来发展路径

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  现阶段国内机器人厂商在高端领域不能直接与国外企业竞争,国内机器人的成功之道在于打通上下游产业链,生产经济型机器人本体,尤其要突破减速机等关键零部件。

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  1、国产机器人本体成功路径——打通上下游产业链

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  国产机器人本体的“成功五要素”:国内机器人本体要发展的好,在“伺服系统”、“控制器”、“核心算法”、“精密减速器”,以及“应用和集成技术”这五大领域至少要有2-3个是擅长的。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  这五大核心技术被称为机器人本体的“成功五要素”。国产机器人本体要发展的好,在这五大领域至少要有2-3个是擅长的。首先伺服系统和控制器这两块要吃透,然后在核心算法方面需要做到比较好。高精度机械传动(即减速机)可以采用外购。应用和集成可以本体企业自己实施,也可以给集成商来完成。 本文来自www.eadianqi.com

  2、打通上下游产业链——“核心零部件” 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  (1)国内机器人各核心零部件现状 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  现阶段虽然核心零部件国内有企业研制出来,但是技术方面与国外有差距,还需要突破,特别是减速机。

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  伺服电机欧美品牌最高端,日本企业的质量也很好,整体来讲国外供应商可选择比较多,议价能力相对弱一些。国内伺服电机进步最大的是埃斯顿、广数和汇川技术。 本文来自www.eadianqi.com

  控制器是国内企业比较拿手的,目前国内做得比较好的企业有固高、众为兴、埃斯顿、广数等企业,也有哈工大、北航等科研院所。

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  国外机器人企业和纳博、Harmonic两家主要减速机企业,有长期战略合作伙伴关系,而且它们需要的采购量也大,可以以较低的成本采购减速机。国内企业议价能力弱,采购成本比国外通常贵3-5倍。三大关键零部件当中,减速机利润空间最大,因此实现减速机国产化是国内机器人企业降低本体成本,实现国产机器人本体销售放量增长的关键。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  需要重点讲下贝加莱和KEBA,因为这两家企业不仅仅可以提供伺服系统和控制器,还可以提供整套机器人系统解决方案,国内很多机器人本体企业刚开始就是依靠贝加莱和KEBA。  (2)在所有关键零部件中,减速机国产化是重中之重。 本文来自www.eadianqi.com

  全球减速机市场容量估计100多亿,RV减速机和谐波减速机按数量看,两者是6:4,RV减速机主要用于20公斤以上的机器人关节,谐波用在20公斤以下机器人关节,RV减速机由于组成零件更复杂,承载强度更高,难度要比谐波减速机大,而且RV减速机生产线投资规模远大于谐波减速机。世界范围内RV减速机企业主要包括纳博特斯克、Spinea和住友,以纳博特斯克为主;谐波主要是Harmonic。

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  国内正在研制减速机,或者打算研制减速机的企业很多,RV减速机企业包括南通振康、秦川发展、山东帅克等,谐波减速机企业包括江苏绿的和中技克美。目前看谐波减速机可能比较快实现国产化,RV减速机实现国产可能还需要一些时间。如果谐波减速机能够较快突破,可以配合国内机器人本体企业,满足国内3C等行业对20公斤以下小型通用六轴机器人强劲需求,推动机器人本体国产化的进程。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  考虑到国内工艺水平以及企业经验欠缺,估计未来减速机实现国产化之后,在使用寿命和精度方面仍然会与国际一流产品有一定差距。

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  (3)国内机器人本体企业突破关键零部件有两种思路。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  思路一:走关键零部件自主研发路线,国内南京埃斯顿、广州数控等企业利用原来在机床数控系统和伺服系统方面的经验,自主研发机器人控制器和伺服系统。

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  思路二:走深度合作路线,即打通机器人产业上下游。埃夫特等企业,联合上游关键零部件厂商,如固高、南通振康等,共同突破减速机等关键零部件。

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  3、打通上下游产业链——“机器人本体” 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  与国外类似,国内许多机器人厂商起源于上下游相关产业,且大多在近5年内进入机器人行业。另外,与国外不同的是,新松机器人和博实股份起源于科研院所转型,是我国进入机器人行业较早的企业。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  (1)国内外机器人企业关注点不同 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  中外机器人企业关注点不同:国外企业更关注前沿技术的发展,国内企业关注核心零部件的突破以及在低端产能行业中寻求规模突破。

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  国外机器人在国内市场也已经占据了稳固的地位,但是因为国内外对机器人的要求不一样,国内机器人企业也是有机会的。国外要求机器人可以运营10-15年,但成本很高,国内客户的可能注重要求在两年内就可以把成本收回来了。所以中国的机器人市场可能就是对寿命的要求不高,但是对成本收回期要求高。要求把人减下来的同时,回收期越短越好。

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  (2)经济型本体是主要发展方向 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  在国内外对机器人行业的关注点不同的情况下,经济型本体是国产机器人本体现阶段发展方向,包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。从广义上来讲,可以自由编程的自动化设备都算机器人,可以很好地实现人工替代。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  由于国外机器人行业伴随汽车行业的成长,而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域,国内企业短期不能和国外企业竞争。因此,国内企业应侧重开发应用于汽车产业以外一般制造业的经济型机器人。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  所谓经济型本体分为两类:一是国产核心零部件可以突破,国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人;二是应用于某一领域的专用机器人。比如,用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体中的专机。另外,用于机床上下料的桁架机器人也是专机。这类专用机器人通常三、四轴,国外通常称为机械手。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  桁架机器人、桌面机器人的等专用机器人,通常可以避开关节零部件受制于国外企业的弊病。例如,桁架机器人关节是并联,每个关节的误差不会累计,不像六轴通用机器人那样关节是串联的,对每个关节精度要求都很高,每个关节误差会累计,会导致终端作业误差很大。因此,专机可以采用精度较低的传动装置。  (2)经济型本体是主要发展方向

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  在国内外对机器人行业的关注点不同的情况下,经济型本体是国产机器人本体现阶段发展方向,包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。从广义上来讲,可以自由编程的自动化设备都算机器人,可以很好地实现人工替代。 本文来自www.eadianqi.com

  由于国外机器人行业伴随汽车行业的成长,而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域,国内企业短期不能和国外企业竞争。因此,国内企业应侧重开发应用于汽车产业以外一般制造业的经济型机器人。 本文来自www.eadianqi.com

  所谓经济型本体分为两类:一是国产核心零部件可以突破,国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人;二是应用于某一领域的专用机器人。比如,用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体中的专机。另外,用于机床上下料的桁架机器人也是专机。这类专用机器人通常三、四轴,国外通常称为机械手。

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  桁架机器人、桌面机器人的等专用机器人,通常可以避开关节零部件受制于国外企业的弊病。例如,桁架机器人关节是并联,每个关节的误差不会累计,不像六轴通用机器人那样关节是串联的,对每个关节精度要求都很高,每个关节误差会累计,会导致终端作业误差很大。因此,专机可以采用精度较低的传动装置。

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  (3)可自由编程的自动化设备 本文来自www.eadianqi.com

  从广义上来讲,可以自由编程的自动化设备都算机器人,可以很好地实现人工替代。以AGV为例,一台普通标配的AGV可以抵三个搬运工和一个司机加一台运输车,人工替代效果明显。从2010年开始,国内AGV市场需求成倍增长,预计2014年国内AGV的需求量将达到5万台,是2010年的10倍,总装机量将达到25万台,成为全球AGV第一大消费国。目前AGV应用最多的是汽车行业,其次是3C行业。

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  新松机器人的优势不仅仅在系统集成比较强,而且在尝试各种类型的自动化设备,新松的AGV已经是拳头产品,未来可以把其它专用机器人和可编程的自动化设备发展起来,比如真空清洁机械手,以及自动码垛设备等。

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  4、看好能研制本体的机器人企业

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  我们长期看好能研制出适合中国市场需求的本体的机器人企业,因为机器人本体是自动化技术集大成者,在机器人产业链上议价能力最强,可以有效整合上游零部件企业和下游系统集成商。 本文来自www.eadianqi.com

  从国外机器人企业发展经验来看,通常既有本体和零部件,又有集成业务的机器人企业规模会比单纯做集成,或者只有零部件业务的企业规模要大很多。机器人本体是自动化技术的集大成者,在整个机器人产业链上面占据最为重要的位置,有最大的议价能力。机器人本体企业可以利用这种优势地位,整合上游零部件企业和下游系统集成企业。 本文来自www.eadianqi.com

  当然,研制机器人本体只完成1/3的工作,还需要将机器人本体,与工艺和集成技术结合起来,才能最终满足客户需要,建立稳固的竞争优势。

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  我们认为未来国内可能出现的机器人优势企业,肯定是能够研制出世界领先水平的机器人本体的企业,而且也会从事系统集成业务,甚至还有零部件业务。

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  5、国内服务机器人前沿 本文来自www.eadianqi.com

  与国外类似,医疗机器人是我国服务机器人产业化的先行者,哈工大机器人所和北航机器人所的手术机器人国内领先。在家用机器人领域,苏州科沃斯被誉为中国的“IROBOT”,其产品由于价格比国外便宜,并迅速占领国内市场。 本文来自www.eadianqi.com

  (1)国内服务机器人的产业化先行者:医疗机器人

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  哈工大的腹腔镜手术机器人已经完成动物活体取胆试验,估计2年内进行临床试验。哈工大手术机器人性能和美国直觉外科公司的达芬奇机器人接近,但是有更为先进的地方,比如哈工大手术机器人能够做到手术时的反馈力,进一步提高医生的手术质量。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  另外,以苏州博时为代表的国内机器人企业,在积极探索其它类型的医疗机器人,比如康复机器人、伽马刀机器人和肠道手术机器人。以上产品都有望在未来5-10年真正实现产业化。 本文来自www.eadianqi.com

  (2)科沃斯:中国的IROBOT 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  苏州科沃斯原来是伊莱克斯吸尘器的代工企业,从2009年开始推出“地宝”扫地机器人,价格约为IROBOT的ROOMBA一半,迅速占领国内市场。估计2013年营收已达10个亿规模,国内市场份额超50%。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  据专家估计,目前家用扫地机器人在国内的渗透率只有0.4%,而同类产品由于进入美国市场的时间要比中国早的多,从2001年至今已经过了12年的发酵,美国现在渗透率达到了16%,因此,以扫地机器人为代表的家庭服务机器人市场前景看好。

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  (二)系统集成商“天生”规模小

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  1、我国系统集成商现状

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  (1)国内主要集成企业与国外同行营收规模对比 本文来自www.eadianqi.com

  国外系统集成商因为专注于机器人普及率高,且目前系统集成需求最大的汽车行业,通常与汽车厂商有长期合作关系,营收规模可以做到接近100亿。以柯马为例,其在中国的客户也主要是汽车企业,不仅有外资汽车客户,也包括长安、奇瑞和江淮等国内客户。

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  国内集成企业与国外同行相比较,发展时间较短,而且在汽车领域通常竞争不过国外集成商,因此,规模相对小很多。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  (2)国内主要集成企业与国外同行对比

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  国外大型系统集成商通常是在某种工艺里面具有很强的竞争优势,例如杜尔在汽车涂装生产线集成方面具有非常强的竞争优势。当然杜尔也拓展了系统集成以外的业务,比如清洁和过滤系统。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  国内系统集成企业通常并不局限于某种工艺,但是主要专注于某个行业。只有集成能力最强的新松,可以跨出汽车行业拿到其它行业的很多订单,当然新松除了系统集成业务,还有物流与仓储成套设备和交通自动化系统等业务。在业务多元化方面,新松和杜尔类似。

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  (3)国内系统集成商的比较优势 本文来自www.eadianqi.com

  然而,与国内本体厂商面对国外企业强大的竞争不同,国内系统集成商却拥有本土的许多比较优势,包括渠道优势、价格优势、工程师红利等。

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  2、系统集成商“天生”规模小 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  四大因素决定集成商规模小

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  系统集成项目是非标准化的,每个项目都不一样,不能100%复制,所以比较难上规模。能上规模的一般都是可以复制的,比如研发一个产品,定型之后就很少改了,每个型号产品都一样,通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资,集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  由于机器人是二次产品,需要熟悉下游行业的工艺,要完成重新编程、布放等工作。国内系统集成商,如果聚焦于某个领域,通常可以获得较高行业壁垒,生存没问题,但是同样由于行业壁垒,很难实现跨行业拓展业务,通过并购也行不通,因此规模做大很难。机器人系统集成商本来就该是小的,起码现阶段国内集成商规模都不大。一般1个亿,5个亿和10个亿是门槛。1个亿以下的企业占大部分,能做到5个亿的就是行业的佼佼者,10个亿以上的全国范围屈指可数。 本文来自www.eadianqi.com

  (1)系统集成商是以人为核心的订单型企业

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  系统集成商的核心竞争力是人才,其中,最为核心的是销售人员、项目工程师和现场安装调试人员,销售人员负责拿订单,项目工程师根据订单要求进行方案设计,安装调试人员到客户现场进行安装调试,并最终交付客户使用。几乎每个项目都是非标的,不能简单复制上量。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  系统集成商实际是轻资产的订单型工程服务商,核心资产是销售人员、项目工程师和安装调试人员,因此,系统集成商很难通过并购的方式扩张规模。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  (2)系统集成商需要垫资

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  系统集成的付款通常采用“3331”的方式,即图纸通过审核后拿到30%,发货后拿到30%,安装调试完毕拿到30%,最后剩10%的质保金。按照这样一个付款流程,系统集成商通常需要垫资。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  一般来讲集成商资金压力不会太大,但是如果几个项目同时进行,或者说单个项目金额太大,就会存在资金压力,毕竟集成商很多业务也是外包,需要付给供应商货款,有的外购件是要求货到付款。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  3、系统集成商未来发展方向 本文来自www.eadianqi.com

  (1)汽车行业以外的其它行业集成业务迅速增加从机器人各个领域销量可以看到,系统集成业务分布的变化。现阶段,汽车工业是国内工业机器人最大的应用市场。随着市场对机器人产品认可度的不断提高,机器人应用正从汽车工业向一般工业延伸。根据IFR的数据,2011年国内食品加工工业、金属加工工业的机器人销量增幅明显高于汽车工业,说明汽车以外其它领域的系统集成正在迅速增加。

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  (2)系统集成行业集中度降低,标准化水平提升由于国内制造业自动化需求迅速增加,自动化集成行业也非常热。根据草根调研获得的数据,仅苏州地区从事自动化系统集成的企业就超过200家,而4-5年前仅有不到30家。由于汽车以外的行业系统集成项目越来越多,细分领域增加会导致系统集成商数量进一步增加。可以预知,未来几年行业集中度会进一步降低。参考国外经验,未来拥有核心竞争力且能够把3C等大体量行业集成业务做精的系统集成商将脱颖而出,规模达到数十亿。 本文来自www.eadianqi.com

  系统集成另外一个趋势是项目标准化程度将持续提高,将有利于集成企业上规模。如果系统集成只有机器人本体是标准的,整个项目标准化程度仅为30%-50%。现在很多集成商在推动机器人本体加工艺的标准化,未来系统集成项目的标准化程度有望达到75%左右。

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  (3)系统集成的未来是智慧工厂

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  智慧工厂是现代工厂信息化发展的一个新阶段,智慧工厂的核心是数字化。信息化数字化将贯通生产的各个环节,从设计到生产制造之间的不确定性降低,从而缩短产品设计到生产的转化的时间,并且提高产品的可靠性与成功率。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

  系统集成商的业务未来向智慧工厂或数字化工厂方向发展,将来不仅仅做硬件设备的集成,更多是顶层架构设计和软件方面的集成。新松机器人近期数字化工厂订单增加,充分说明这一趋势。

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