現(xiàn)階段國內機器人廠商在高端領域不能直接與國外企業(yè)競爭,國內機器人的成功之道在于打通上下游產業(yè)鏈,生產經濟型機器人本體,尤其要突破減速機等關鍵零部件。
1.國產機器人本體成功路徑--打通上下游產業(yè)鏈
國產機器人本體的“成功五要素”:國內機器人本體要發(fā)展的好,在“ 伺服系統(tǒng)”、“ 控制器”、“核心算法”、“精密減速器”,以及“應用和集成技術”這五大領域至少要有2-3個是擅長的。
這五大核心技術被稱為機器人本體的“成功五要素”。國產機器人本體要發(fā)展的好,在這五大領域至少要有2-3個是擅長的。首先伺服系統(tǒng)和控制器這兩塊要吃透,然后在核心算法方面需要做到比較好。高精度機械傳動(即減速機)可以采用外購。應用和集成可以本體企業(yè)自己實施,也可以給集成商來完成。
2.打通上下游產業(yè)鏈--“核心零部件”
(1)國內機器人各核心零部件現(xiàn)狀
現(xiàn)階段雖然核心零部件國內有企業(yè)研制出來,但是技術方面與國外有差距,還需要突破,特別是減速機。
伺服電機歐美品牌最高端,日本企業(yè)的質量也很好,整體來講國外供應商可選擇比較多,議價能力相對弱一些。國內伺服電機進步最大的是埃斯頓、廣數(shù)和匯川技術。
控制器是國內企業(yè)比較拿手的,目前國內做得比較好的企業(yè)有固高、眾為興、埃斯頓、廣數(shù)等企業(yè),也有哈工大、北航等科研院所。
國外機器人企業(yè)和納博、Harmonic兩家主要減速機企業(yè),有長期戰(zhàn)略合作伙伴關系,而且它們需要的采購量也大,可以以較低的成本采購減速機。國內企業(yè)議價能力弱,采購成本比國外通常貴3-5倍。三大關鍵零部件當中,減速機利潤空間最大,因此實現(xiàn)減速機國產化是國內機器人企業(yè)降低本體成本,實現(xiàn)國產機器人本體銷售放量增長的關鍵。
需要重點講下貝加萊和KEBA,因為這兩家企業(yè)不僅僅可以提供伺服系統(tǒng)和控制器,還可以提供整套機器人系統(tǒng)解決方案,國內很多機器人本體企業(yè)剛開始就是依靠貝加萊和KEBA。
(2)在所有關鍵零部件中,減速機國產化是重中之重。
全球減速機市場容量估計100多億,RV減速機和諧波減速機按數(shù)量看,兩者是6:4,RV減速機主要用于20公斤以上的機器人關節(jié),諧波用在20公斤以 下機器人關節(jié),RV減速機由于組成零件更復雜,承載強度更高,難度要比諧波減速機大,而且RV減速機生產線投資規(guī)模遠大于諧波減速機。世界范圍內RV減速 機企業(yè)主要包括納博特斯克、Spinea和住友,以納博特斯克為主;諧波主要是Harmonic。
國內正在研制減速機,或者打算研制減速機的企業(yè)很多,RV減速機企業(yè)包括南通振康、秦川發(fā)展、山東帥克等,諧波減速機企業(yè)包括江蘇綠的和中技克美。目前看諧波減速機可能比較快實現(xiàn)國產化,RV減速機實現(xiàn)國產可能還需要一些時間。如果諧波減速機能夠較快突破,可以配合國內機器人本體企業(yè),滿足國內3C等行 業(yè)對20公斤以下小型通用六軸機器人強勁需求,推動機器人本體國產化的進程。
考慮到國內工藝水平以及企業(yè)經驗欠缺,估計未來減速機實現(xiàn)國產化之后,在使用壽命和精度方面仍然會與國際一流產品有一定差距。
(3)國內機器人本體企業(yè)突破關鍵零部件有兩種思路。
思路一:走關鍵零部件自主研發(fā)路線,國內南京埃斯頓、廣州數(shù)控等企業(yè)利用原來在機床數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)方面的經驗,自主研發(fā)機器人控制器和伺服系統(tǒng)。
思路二:走深度合作路線,即打通機器人產業(yè)上下游。埃夫特等企業(yè),聯(lián)合上游關鍵零部件廠商,如固高、南通振康等,共同突破減速機等關鍵零部件。
3.打通上下游產業(yè)鏈--“機器人本體”
與國外類似,國內許多機器人廠商起源于上下游相關產業(yè),且大多在近5年內進入機器人行業(yè)。另外,與國外不同的是,新松機器人和博實股份起源于科研院所轉型,是我國進入機器人行業(yè)較早的企業(yè)。
(1)國內外機器人企業(yè)關注點不同
中外機器人企業(yè)關注點不同:國外企業(yè)更關注前沿技術的發(fā)展,國內企業(yè)關注核心零部件的突破以及在低端產能行業(yè)中尋求規(guī)模突破。
國外機器人在國內市場也已經占據(jù)了穩(wěn)固的地位,但是因為國內外對機器人的要求不一樣,國內機器人企業(yè)也是有機會的。國外要求機器人可以運營10-15年,但成本很高,國內客戶的可能注重要求在兩年內就可以把成本收回來了。所以中國的機器人市場可能就是對壽命的要求不高,但是對成本收回期要求高。要求把人減下來的同時,回收期越短越好。
(2)經濟型本體是主要發(fā)展方向
在國內外對機器人行業(yè)的關注點不同的情況下,經濟型本體是國產機器人本體現(xiàn)階段發(fā)展方向,包括低成本的六軸通用機器人和三、四軸專用機器人。從廣義上來講,可以自由編程的自動化設備都算機器人,可以很好地實現(xiàn)人工替代。
由于國外機器人行業(yè)伴隨汽車行業(yè)的成長,而且汽車行業(yè)對機器人精度、效率和穩(wěn)定性要求都非常高。在汽車領域,國內企業(yè)短期不能和國外企業(yè)競爭。因此,國內企業(yè)應側重開發(fā)應用于汽車產業(yè)以外一般制造業(yè)的經濟型機器人。
所謂經濟型本體分為兩類:一是國產核心零部件可以突破,國內機器人企業(yè)可以批量化生產降低成本的通用六軸關節(jié)機器人;二是應用于某一領域的專用機器人。 比如,用于電子行業(yè)的SCARA機器人、桌面機器人就屬于經濟型本體中的專機。另外,用于機床上下料的桁架機器人也是專機。這類專用機器人通常三、四軸,國外通常稱為機械手。
桁架機器人、桌面機器人的等專用機器人,通??梢员荛_關節(jié)零部件受制于國外企業(yè)的弊病。例如,桁架機器人關節(jié)是并聯(lián),每個關節(jié)的誤差不會累計,不像六軸通用機器人那樣關節(jié)是串聯(lián)的,對每個關節(jié)精度要求都很高,每個關節(jié)誤差會累計,會導致終端作業(yè)誤差很大。因此,專機可以采用精度較低的傳動裝置。
(3)可自由編程的自動化設備
從廣義上來講,可以自由編程的自動化設備都算機器人,可以很好地實現(xiàn)人工替代。以AGV為例,一臺普通標配的AGV可以抵三個搬運工和一個司機加一臺運 輸車,人工替代效果明顯。從2010年開始,國內AGV市場需求成倍增長,預計2014年國內AGV的需求量將達到5萬臺,是2010年的10倍,總裝機 量將達到25萬臺,成為全球AGV第一大消費國。目前AGV應用最多的是汽車行業(yè),其次是3C行業(yè)。
新松機器人的優(yōu)勢不僅僅在系統(tǒng)集成比較強,而且在嘗試各種類型的自動化設備,新松的AGV已經是拳頭產品,未來可以把其它專用機器人和可編程的自動化設備發(fā)展起來,比如真空清潔機械手,以及自動碼垛設備等。
4.看好能研制本體的機器人企業(yè)
我們長期看好能研制出適合中國市場需求的本體的機器人企業(yè),因為機器人本體是自動化技術集大成者,在機器人產業(yè)鏈上議價能力最強,可以有效整合上游零部件企業(yè)和下游系統(tǒng)集成商。
從國外機器人企業(yè)發(fā)展經驗來看,通常既有本體和零部件,又有集成業(yè)務的機器人企業(yè)規(guī)模會比單純做集成,或者只有零部件業(yè)務的企業(yè)規(guī)模要大很多。機器人本體是自動化技術的集大成者,在整個機器人產業(yè)鏈上面占據(jù)最為重要的位置,有最大的議價能力。機器人本體企業(yè)可以利用這種優(yōu)勢地位,整合上游零部件企業(yè)和下 游系統(tǒng)集成企業(yè)。
當然,研制機器人本體只完成1/3的工作,還需要將機器人本體,與工藝和集成技術結合起來,才能最終滿足客戶需要,建立穩(wěn)固的競爭優(yōu)勢。
我們認為未來國內可能出現(xiàn)的機器人優(yōu)勢企業(yè),肯定是能夠研制出世界領先水平的機器人本體的企業(yè),而且也會從事系統(tǒng)集成業(yè)務,甚至還有零部件業(yè)務。