近年來德國率先提出"工業(yè)4.0"概念,美國推行"先進制造伙伴關(guān)系"計劃,日本實施"智慧制造系統(tǒng)",而中國也提出了"中國制造2025規(guī)劃",這些都指向同一個目標(biāo),那就是希望通過先進的IT與自動化技術(shù)來促進制造業(yè)的革新,以實現(xiàn)"智能化",提升效率,降低成本。
而要實現(xiàn)這個目標(biāo)工業(yè)機器人是不可或缺的一環(huán)。
從1920年,"Robot"這個詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來,到現(xiàn)在機器人已經(jīng)發(fā)展了近百年,從最初的單純用于搬運的工業(yè)機器人,到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機器人,再到目前正在研究的"智能機器人",工業(yè)機器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異。
在短短50多年的時間中,機器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中,工業(yè)機器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè),并且正在不斷地向其他領(lǐng)域拓展,如機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。
在工業(yè)生產(chǎn)中,焊接機器人、磨拋加工機器人、焊接機器人、激光加工機器人、噴涂機器人、搬運機器人、真空機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。
據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2020年5月全國工業(yè)機器人產(chǎn)量增長,2020年5月全國工業(yè)機器人產(chǎn)量為43952套,同比增長16.9%。2020年1-5月全國工業(yè)機器人產(chǎn)量為72619套,同比增長6.7%。
我國的工業(yè)機器人現(xiàn)狀。
工業(yè)機器人之所以能在中國市場異軍突起的原因有兩點:
、·首先是因為在成本上,機器人通常僅為人工成本的四分之一;
、·其次,機器人在質(zhì)量、效率、管理等方面還能帶來很多新的附加值。
所以,在機器人技術(shù)快速提升、價格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的綜合作用下,中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)正處于一個井噴時代。
雖然機器人技術(shù)在近幾年取得了非常大的進步,但我們要清醒地看到中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。
由于關(guān)鍵零部件受國外技術(shù)壟斷,國產(chǎn)機器人并不具備顯著成本優(yōu)勢。同時,大量機器人的生產(chǎn)廠商存在低端鎖定的風(fēng)險。另外,機器人研發(fā)、制造與應(yīng)用之間缺乏有效銜接。
快速成長+進口替代是現(xiàn)階段我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)最重要的兩個特征
國內(nèi)制造業(yè)智能化改造需求旺盛,中國已連續(xù)6年成為工業(yè)機器人的最大消費市場,并仍處于快速成長階段,2017年我國工業(yè)機器人銷量約為13.8萬臺,同比2016年增長了58.5%。與韓國、日本等國家相比,我國制造業(yè)的工業(yè)機器人密度仍較低,預(yù)計未來5-8年間,我國工業(yè)機器人銷量的平均增速將超過20%。目前我國乃至全球超過50%的工業(yè)機器人市場被“四大家族”所占有,國內(nèi)品牌近年來奮起直追,涌現(xiàn)出如埃斯頓、埃夫特、拓斯達、新松等優(yōu)秀企業(yè),未來進口替代空間廣闊。
三大核心零部件,產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)
工業(yè)機器人中技術(shù)難度最高的三大核心零部件分別是控制器(控制系統(tǒng))、伺服電機和精密減速器,三者分別占工業(yè)機器人成本構(gòu)成的15%、20%、35%。目前我國85%的減速器市場、90%的伺服電機市場、超過80%的控制系統(tǒng)市場被海外品牌占據(jù)。盡管前路艱難,但國內(nèi)已出現(xiàn)了如匯川技術(shù)(伺服)、埃斯頓(控制系統(tǒng))、中大力德(減速機)等快速成長的核心零部件自主品牌,未來進口替代空間值得期待。
拓展系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)是工業(yè)機器人制造商的必經(jīng)之路
系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)的技術(shù)難度比工業(yè)機器人本體、核心零部件等環(huán)節(jié)低,但其商業(yè)模式更傾向于輕資產(chǎn),市場空間大約是本體環(huán)節(jié)的3-4倍,是大多數(shù)優(yōu)秀的工業(yè)機器人廠商必然會拓展的環(huán)節(jié)。
全球工業(yè)機器人應(yīng)用:韓國應(yīng)用密度居首,中國是最大市場
韓國、新加坡、德國、日本、瑞典、丹麥、美國、意大利、比利時以及中國臺灣,是全球自動化程度最高的10個國家和地區(qū)。而從下圖(全球各地區(qū)機器人密度(單位:臺/萬人)可看出,韓國、新加坡、德國、日本、美國、中國臺灣、意大利、澳大利亞、加拿大、法國是全球工業(yè)機器人應(yīng)用密度前10強。
其中,韓國居首,密度為710臺/萬人,是工業(yè)機器人滲透率最高的國家;新加坡第二,密度為658臺/萬人;第三名法國密度為322臺/萬人,與韓國、新加坡相差1倍多;最后一名為法國,密度為137臺/萬人,與前三名相差巨大。而如果從各地區(qū)工業(yè)機器人平均水平角度出發(fā),在亞洲、美洲中,歐洲平均水平最高,為106臺/萬人,而美洲、歐洲則高于85臺/萬人的全球平均水平。
“后疫情時代”的機遇
2020年,世界發(fā)生了太多大事件,而對全球科技、經(jīng)濟等市場造成影響最大的就是新冠肺炎疫情了。
今年上半年,在新冠肺炎疫情影響下,全球的科技產(chǎn)業(yè)都處在比較低迷的狀態(tài),雖然催生出了線上辦公的熱潮,但是工廠停工、制造放緩,很多傳統(tǒng)企業(yè)對于自動化產(chǎn)品的需求也沒有那么強烈了,這也直接影響了工業(yè)機器人行業(yè)。
但是,困難與機遇往往并行出現(xiàn)。時間來到2020下半年,隨著國內(nèi)疫情得到逐步控制,大批企業(yè)紛紛復(fù)工,為了能夠盡快恢復(fù)生產(chǎn)并節(jié)約成本,自動化設(shè)備重新進入了人們的視線。
疫情能否作為機器人技術(shù)發(fā)展的一個關(guān)鍵節(jié)點?
答案是可以的,同時疫情的出現(xiàn)對于行業(yè)來說也有一定的影響,尤其從長遠角度來說,疫情加速了市場給工業(yè)機器人這樣一個新的行業(yè)騰出生產(chǎn)環(huán)境的進度。但是,工業(yè)4.0和智能化機器人的研發(fā)速度是否也會被推動?則不可過于樂觀,雖然工業(yè)機器人引起了更多人的重視,但實際上不過是因為有更多人力和資金注入到了這個行業(yè),從更長遠的時間跨度上看,未來幾年工業(yè)機器人會有所發(fā)展。
除了疫情,近期熱議的“新基建”也被認為是工業(yè)機器人能夠大展身手的平臺。但是,新基建與工業(yè)機器人之間還隔了一樣?xùn)|西——IoT,即物聯(lián)網(wǎng)。
他解釋說,舊基建時代,水、電、熱力、通訊信號、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊然A(chǔ)建設(shè)為新基建提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ);當(dāng)這些基本的設(shè)施、技術(shù)得到了普及與穩(wěn)定發(fā)展之后,到了新基建時代,5G、邊緣計算、人工智能芯片、特高壓等等才能得到好的發(fā)展,也因而又成為了物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ);當(dāng)5G基站、AI芯片、邊緣計算等一系列設(shè)施普及之后,工業(yè)機器人這樣的行業(yè)與產(chǎn)品也會自然而然地獲得茁壯發(fā)展的土壤。
所以新基建與工業(yè)機器人的發(fā)展是一個間接影響的關(guān)系,而它們中間的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟與否格外重要,他說:“新基建的成熟實際上是智能制造行業(yè)加物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)成熟的一個基礎(chǔ)過程,只有這個階段成熟了機器人行業(yè)才能大發(fā)展,他們之間是一個二階關(guān)系。”
工業(yè)4.0,中國更加需要全球化
智能制造行業(yè)是一個非常典型的多復(fù)雜學(xué)科交織的行業(yè),一個看似簡單的產(chǎn)品中可能集成了全世界各個頂級公司的頂級研發(fā)成果,所以它非常需要全球化、非常需要開放與合。
中國目前在很多行業(yè)領(lǐng)域里都具有比較強的自研生產(chǎn)能力,在全球范圍內(nèi),中國在生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)完整度上都是最完整的:小到市場需求、中到工業(yè)生產(chǎn)、大到前沿研發(fā),中國都是世界少有的可以完整包含全流程的一個國家。
但即便是這樣,在最前沿的智能制造領(lǐng)域,以及工業(yè)4.0的發(fā)展浪潮中,由于這些行業(yè)的復(fù)雜度遠不是一個國家依靠自身系統(tǒng)能夠完成的,所以未來的中國更加需要全球化,需要與各國進行交流,中國如此,世界其他國家更是如此。