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【深度解讀】中國工業機器人的發展現狀以及發展挑戰

近年來,工業4.0、傳統產業轉型升級,都是頗具熱點的議題,而工業機器人更是高端裝備製造業的重點關注方向。 國際機器人聯合會IFR的統計數據顯示,2015年中國大陸工業機器人銷售量6.9萬台,同比增長21%;金融信息調查公司IHS Markit還預計,未來數年國內該市場還將保持約20%的年 複合增長率。

國家政策層面,更是出台了以《中國製造 2025》為代表的一系列行業扶持、補貼政策,以充分促進國內工業機器人產業的發展。

近年來支持工業機器人發展政策概覽

時間 文件名稱 發布機構 主要相關內容
2012 “十二五”國家戰略性
新興產業發展規劃
國務院 提出要大力推進自動控制系統、工業機器人、關鍵零部件等裝置的開發和產業化。
2013 關於推進工業機器人產
業發展的指導意見
工信部 到2020 年形成較為完善的工業機器人產業體系,培育3-5 家具有國際競爭力的龍頭企業和8-10 個配套產業集群;工業機器人行業和企業的技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,高端 產品市場佔有率提高到45% 以上,機器人密度(每萬名員工使用機器人台數)達到100以上。
2015 中國製造 2025 國務院 我國未來十年機器人產業兩個重點發展方向:一是開發工業機器人本體和關鍵零部件系列化產品,推動工業機器人產業化及應用;二是突破智能機器人關鍵技術,積極應對新一輪科技革命和 產業變革的挑戰。
2016 智能製造發展規劃
(2016-2020)
工信部 研發高檔數控機床與工業機器人、增材製造裝備、智能傳感與控制裝
2016 機器人產業發展規劃 (2016-2020 年) 工信部 推進工業機器人向中高端邁進;大力發展機器人關鍵零部件;強化產業創新能力。

多家A股上市公司涉足工業機器人

工業機器人按照運動方式和機械結構的不同,主要可分為:平面多關節機器人(SCARA)、多關節機器人、圓柱坐標機器人、坐標機器人、並聯機器人等。 目前最常見的是多關節機器人,有六個及以上旋轉軸,適合於幾乎任何軌跡或角度的工作。

中國工業機器人的發展現狀以及目前最大掣肘的解析

從左至右為:機器人、直角坐標機器人、並聯機器人、多關節型機器人

A股市場工業機器人領域相關企業一覽表

美的集團 本體、集成 遠大智能 磨削機器人
京山輕機 系統集成 博實股份 爐前作業機器人
秦川機床 減速器 機器人 伺服系統、控制器、本體、系統集成
大族激光 本體、減速器、傳感器 智雲股份 系統集成
天奇股份 系統集成 匯川技術 伺服系統、控制器
盾安環境 協作機器人、傳感器 瑞凌股份 焊接機器人
巨輪智能 本體、系統集成、RV減速器 華中數控 本體、控制器、伺服系統、系統集成
軟控股份 本體 智慧松德 系統集成
海得控制 機器視覺,控制器 佳士科技 焊接、弧焊機器人
英威騰 伺服系統、控制器 海倫哲 系統集成
賽象科技 橡膠機械,AGV、系統集成 科大智能 系統集成
科遠股份 伺服系統、控制器、系統集成 三豐智能 AGV、本體
巨星科技 移動機器人 華昌達 系統集成
新時達 本體、伺服系統、控制器 藍英裝備 系統集成
林州重機 焊接機器人 慈星股份 系統集成
亞威股份 本體 華麗家族 AGV
雷柏科技 3C領域機器人系統集成 均勝電子 系統集成
東方精工 AGV 南京熊貓 本體、系統集成
拓斯達 機械手,多關節機器人集成 上海機電 減速器
達意隆 飲料包裝成套設備 弘訊科技 本體、控制器、伺服系統
銳奇股份 本體,研發中 上海滬工 焊接、切割機器人
雙環傳動 RV減速器 埃斯頓 控制、伺服系統、減速器、本體、系統集成

國內工業機器人產業現狀:核心零部件主要靠進口,廠商普遍“小、散、弱”

近年來我國機器人產業取得了長足進步,但是與發達工業國家相比還存在較大差距。 主要表現在:機器人產業鏈關鍵環節缺失,零部件中高精度減速器、伺服電機和控制器等依賴進口;核心技術創新能力和高端產品質量可靠性均有待提高;企業存在“小、散、弱” 的問題。

核心零部件成最大掣肘

工業機器人的核心零部件主要包括高精度減速器、伺服電機和驅動器、控制器、末端執行器、傳感器等,因為多類零部件均依賴進口,國內廠商成本壓力較大。 以多軸工業機器人為例,一件產品中,減速器、伺服系統、機械本體、控制系統、其他外設分別佔成本比重為36%、24%、22%、12%以及6%,也就是 說,核心零部件佔產品總體成本約72%。

中國工業機器人的發展現狀以及目前最大掣肘的解析

(左)中國系統集成商前100名本體合作企業分佈 (右)中國多軸工業機器人成本構成

何況該行業內國內廠商規模普遍偏小,存在“小、散、弱”的問題,在產品成本高企、競爭日漸激烈的背景下,工業機器人企業只有做大規模才有效益可言。 業內人士測算,企業產銷500台以上工業機器人約能實現收支平衡;產銷1000台以上工業機器人才能談得上盈利。

國內廠商鮮有技術壁壘

如果是零部件供應商是工業機器人產業鏈的上游,那麼肯定要說到產業鏈的末端,也是最終面向市場試金的“應用系統集成”部分。

中國工業機器人的發展現狀以及目前最大掣肘的解析

工業機器人產業鏈示意圖

對比國外很多大型系統集成商,他們通常已經在特定工藝領域建立起競爭優勢,如杜爾在汽車塗裝生產線領域處於領先位置,不僅如此,以汽車市場為代表的高端市場,已被ABB、發 那科、庫卡等國外巨頭瓜分完畢,本土集成商唯有通過與巨頭合作,尚能獲得部分市場份額。

工業機器人產業路在何方? 看好3C領域和協作機器人

3C產品生命週期短、品種多,需要柔性的智能製造方式,與此相對的,目前國內3C行業機器人的使用水平仍然很低。 不同於汽車製造行業,3C製造行業所需的機器人往往偏小型化、輕量化、柔性化,即所謂的“協作機器人”。

對比傳統工業機器人,協作機器人具有以下特徵

傳統工業機器人 協作機器人
工人與機器人隔離 與人類共處
由機器人專家在線或離線編程 通過離線手段在線指導
只在編程時與工人交互 始終與工人交互
固定安裝 可手動調整位置或可移動
週期性、重複性任務 頻繁的任務轉換

結語

目前,國內的工業機器人技術日臻成熟,正在向智能化、重載、高精度、網絡化等方向發展,未來還將與人工智能技術深度結合,具備圖像識別、語言識別、自主學習等能力,能夠 配合人類甚至獨立完成更多生產工作。

不過,隨著越來越多企業進入工業機器人領域,勢必使行業競爭加劇,影響整體利潤率水平,政策方面,尤其要警惕機器人產業規劃過剩、防止高端產業向低端化發展。

鑑於工業機器人產業鏈中,核心零部件是其中的高毛利環節,也是目前製約國內機器人產業發展的最大障礙。 因此,那些能夠突破國外巨頭壟斷、能夠大規模量產核心零部件的創新企業,也最有可能誕生帶領國內工業機器人產業成功突圍的獨角獸。

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