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国产机器人将来的发展方向

返回列表 来源:发布日期:2017-08-10 09:50 | 加入收藏关注:
 
 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“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。
 
  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。
 
  2.打通上下游产业链--“核心零部件”
 
  (1)国内机器人各核心零部件现状
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  (3)国内机器人本体企业突破关键零部件有两种思路。
 
  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。
 
  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。
 
  3.打通上下游产业链--“机器人本体”
 
  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。
 
  (1)国内外机器人企业关注点不同
 
  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。
 
  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。
 
  (2)经济型本体是主要发展方向
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  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。
 
  (3)可自由编程的自动化设备
 
  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。
 
  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。
 
  4.看好能研制本体的机器人企业
 
  大家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。
 
  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。
 
  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。
 
  大家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。
 
  5.国内服务机器人前沿
 
  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。
 
  (1)国内服务机器人的产业化先行者:医疗机器人
 
  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企业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。
 
  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。
 
  (2)科沃斯:中国的IROBOT
 
  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%。
 
  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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