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《工业机器人混战中的追赶》

  • 来源专题：数控机床——前沿技术
  • 编译者： 杨芳
  • 发布时间：2015-09-09

  • "中国制造2025"概念的提出，尤其是智能制造和智能工厂的装备需求，为"进击的工业机器人"们打了一针兴奋剂。 　　银白色待焊车架随输送带停下、 紫色的机械手稳稳将其卡住定位、 几台亮黄色的机器人齐拥而上、 瞬间火花四溅、 各焊点逐一完成、 一分钟内被送往下一个工作岛、 同时也迎来下一个待焊车架。 　　这就是发生在上汽通用武汉工厂的焊装车间内的日常一幕、 该车间2015年刚刚投产、 目前拥有452台机器人、 自动化率已高达97%。 　　在2011年、 机器人在中国的销量还仅有2.2万台、 到2014年已跃升至5.7万台、 中国连续两年稳坐全球机器人市场首位。而机器人从事的工作岗位、 也由一开始重体力、重复性以及可能会对人体健康产生影响的工位、 慢慢发展成"无人工作岛"、"无人生产线"、"无人车间"。 　　时至今日，机器人在"中国制造"中的角色遍布钣金加工、抛光打磨、喷涂、分拣、包装码垛等各个生产工序。"只要你能想到的行业都可以用到我们的机器人。"上海发那科机器人有限公司 (下称上海发那科) 一位员工向记者表示。 　　早在2012年，中国已就机器人产业...

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相关报告

  • 《中国工业机器人制造业“追赶”之路》
    • 来源专题：数控机床——前沿技术
    • 编译者：杨芳
    • 发布时间：2017-11-21
    • 从市场规模来看，目前，中国已经连续多年成为全球工业机器人第一大市场，占全球工业机器人销量的30%，而且保持高速增长。 　　伴随着劳动力成本上升和经济结构的转型升级，中国制造业的转型升级也在稳步推进，“机器换人”成为近年来制造业的新现象。从市场规模来看，目前，中国已经连续多年成为全球工业机器人第一大市场，占全球工业机器人销量的30%，而且保持高速增长。 　　然而，中国工业机器人制造业的竞争力仍然较弱，尤其在核心零部件上处于劣势。不过，随着中国相关企业和机构加大研发投入，在部分核心零部件领域取得了突破，工业机器人的部分核心零部件国产化替代正在加速，一些地区已形成一定规模的机器人产业集群。与人工智能技术紧密融合的新一代机器人产业也正在为中国机器人产业提供了赶超机遇。 　　导读 　　哈尔滨工业大学教授、机器人研究所所长赵杰指出，经济型低成本的工业机器人提升了国产机器人占新增装机的比例，2016年中国自主品牌的工业机器人的销售已经接近3万台，比2015年增长了近30%。此外，自主品牌机器人系统集成方面还成功实现了在焊装领域的应用，中国自主研发的汽车车身柔性焊装的自动生产线打破了这一高端领域由国外公司垄断的局面。 　　连续多年来，中国一直是工业机器人增长最为迅速的市场之一。随着产业的转型升级与人口红利的消减，近5年来的年均增长率高达28%。中国已经连续五年成为全球头号工业机器人应用市场，今年中国机器人市场规模预计将突破60亿美元。 　　中国无疑也成为各国机器人巨头争相抢滩的市场，激烈的竞争对自主机器人品牌带来了巨大的挑战，也在磨砺着相关企业的成长。 　　中国在减速器、伺服电机、控制器等关键零部件上长期受制于人的情形正在发生改变。国内厂商相继攻克了在上述核心零部件领域的部分难题，正在稳步推进这些零部件的国产化，这将降低国产机器人的成本，提升国产机器人在新增装机中的占比，更重要的是，这将打破国外品牌在关键领域的扼喉制约。 　　身处第三次高速发展浪潮中的人工智能为新一代机器人打开了无穷的空间，新的智能服务机器人技术更多地集中在大数据、物联网、感知系统等领域，在这些领域，中国与国外几乎站在同一条起跑线上，在部分技术以及市场应用空间上，中国甚至占据了优势，这将为中国机器人实现“弯道超车”带来重大机遇。 　　各方抢滩中国市场 　　在8月末世界机器人大会上发布的《中国机器人产业发展报告(2017年)》(下称报告)显示，2017年，中国机器人市场规模预计将达到62.8亿美元，2012-2017年的平均增长率将达到28%，而同期全球机器人市场的平均增长率为17%。 　　中国是工业机器人市场发展最快的国家，2016年，我国工业机器人保持高速增长，销量同比增长31.3%;中国已经连续五年成为全球第一大工业机器人应用市场，其规模约占全球市场份额的三分之一。 　　作为制造业大国，中国的人口红利正在消减，对机器人的需求很大;同时，中国生产制造的智能化改造升级需求也日益凸显，工业机器人的市场需求依然旺盛。报告预测，2017年我国工业机器人销量将首次超过11万台。 　　近年来，全球工业机器人巨头纷纷在中国建立产业基地，全方位抢占市场高点。其中，ABB在已建立珠海、青岛机器人应用中心的基础上，正筹划建立重庆机器人应用中心;安川电机与武进国家高新区二期项目签约，再度提升产能，启动建设第三工厂。库卡宣布再次加大对中国的投资，建设中国二期厂房，以求继续扩大产能。 　　这为国产机器人行业带来了巨大的压力，也凸显了中国在核心零部件等问题上久悬未决的瓶颈。 　　世界机器人大会秘书长、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰在接受21世纪经济报道记者采访时表示，中国机器人产业尚难以与国外巨头完全竞争，在核心零部件领域受制于人，她担心中国快速的机器换人进程会导致中国直接从国外进口机器人核心零部件甚至整机，使得庞大的中国市场拱手相让。 　　从结构上看，工业机器人由减速器、伺服电机、控制器、本体四大部件构成，前三者分别占整机成本约35%、25%、15%，然而这三大部件大多被外资垄断，国内机器人整机制造企业在关键部件配套方面严重受制于人，基本没有议价能力，甚至导致整机制造成本与进口整机倒挂。 　　以占机器人整机成本最高的减速器为例，目前精密减速器市场大半被日本企业占据，当下国外机器人在减速器上的成本在15-20万，而国内的机器人的成本却在30万左右，比国外机器人成本高出近一倍。在伺服电机方面，国内公司的整体份额低于10%;在驱动器上同样如此：国内80%的驱动器需要从欧美和日本进口。 　　国外的巨头厂商往往能以巨大的采购量和签署排他性协议获得比较优惠的采购价格，而且很多工业机器人厂商本身就是核心部件的提供商——日本发那科是世界上最大的专业数控系统生产厂商，安川和松下都属于全球最大的电机制造商。 　　这让中国公司吃尽苦头：从这些公司进口零部件，国内企业往往要以高出国外厂商高得多的价格购买减速器与伺服电机，这使得不少企业营业成本的增速远高于营业收入的增速。 　　国产化替代加速 　　不过，这一切正在悄然发生改变，中国机器人产业在核心零部件等领域的国产化替代正在加速。 　　目前，中国已将突破机器人关键核心技术作为重要战略，国内厂商攻克了减速器、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题，初步实现了控制器的国产化，核心零部件国产化的趋势逐渐显现。 　　与此同时，国产工业机器人在市场总销量中的比重稳步提高。国产控制器等核心零部件在国产工业机器人中的使用也进一步增加，智能控制和应用系统的自主研发水平持续进步，制造工艺的自主设计能力不断提升。 　　工信部赛迪研究院装备工业研究所所长左世全告诉21世纪经济报道记者，中国在四大关键零部件中都获得了一定的实际掌握能力，在减速器国产化过程中，出现了南通振康、苏州绿的、陕西秦川等单位，推动了零部件在中低端机器人中的应用;在伺服电机方面，国内汇川技术、华中数控、新时达等公司也逐渐崛起。 　　左世全认为，当下零部件国产替代面临的问题一方面是市场占有率较低，一方面则是质量可靠性与稳定性仍有待提高。“现在系统集成商为了保证稳定性和可靠性，在汽车自动化焊接等方面不敢轻易使用国产机器人，而可靠性的提高也正需要应用市场的不断增加。” 　　哈尔滨工业大学教授、机器人研究所所长赵杰表示，目前核心零部件的关键技术正在取得重大突破，部分实现了小批量的行业应用。“例如谐波减速器出货量已经达到了每年8万台，RV减速器近几年累计在自主品牌机器人上实现了近2万台的应用，这都缩短着我国产业核心零部件依赖进口的进程。” 　　赵杰指出，经济型低成本的工业机器人提升了国产机器人占新增装机的比例，2016年中国自主品牌的工业机器人的销售已经接近3万台，比2015年增长了近30%。此外，自主品牌机器人系统集成方面还成功实现了在焊装领域的应用，中国自主研发的汽车车身柔性焊装的自动生产线打破了这一高端领域由国外公司垄断的局面。 　　值得注意的是，由于采购规模增长和企业转型需求，产业链下游重点领域的龙头企业开始加快研发和自供机器人。例如，美的集团继收购德国库卡公司后，与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作;倚天科技通过收购控股了昆山依莱伯瑞机器人;东旭新能源收购上海安轩自动化等。 　　国产化的同时，在长三角、珠三角、京津冀及东北地区，正在紧密结合当地产业转型升级的发展需要，围绕特色机器人产业园区形成新一轮的产业集聚。 　　从区域上看，长三角和珠三角成为工业机器人产业链最完备、发达的地区，其中珠三角依托松山湖等机器人产业园区，凭借政策措施与金融手段、应用对接结合，初步形成产业链，创新创业氛围浓厚;长三角依托芜湖机器人产业园、昆山高新区机器人产业园，凭借雄厚的产业基础及配套、庞大的应用市场，打造了完备的机器人产业链。 　　此外，京津冀依托唐山机器人产业园，智能机器人产业链相对成熟，服务机器人和特种机器人更为领先，东北地区则依托哈尔滨科技创新城机器人产业园、沈阳浑南智慧产业园，形成了以工业机器人为主的产业集聚。 　　布局下一代机器人 　　在新松机器人总裁曲道奎看来，当前机器人行业正处于一个转型升级的大变革时代：传统机器人正处在一个由“机器”向“人”进化的重大转折点，机器人正由过去的传统机器设备，开始转变为更具备人的智能、智慧、灵活性的新型设备。而这，为中国带来了重要的战略机遇。 　　曲道奎表示，由于起步早，传统机器人的各种标准几乎全部由国外制定，国外企业占据主导地位，而新一代机器人将出现新的领军企业以及行业标准。他表示，刚刚探索产业化的智能服务机器人技术更多地集中在大数据、感知系统等领域，在这些新兴领域，中国与国外几乎站在同一条起跑线上。 　　随着人工智能迎来第三次高速发展浪潮，人工智能技术取得了显著进步，在语音交互、图像识别、无人驾驶等领域得到了广泛的应用，这为新一代机器人打开了无穷的空间。 　　科沃斯机器人创始人兼董事长钱东奇表示，中国把Robot翻译成机器人，实际上机器人是AI天然的最佳使用场景，具备了AI的机器人才是真正意义上的“机器人”，这为中国的追赶与赶超创造了重要机遇。 　　目前中国在人工智能领域技术创新不断加快，特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长，催生出一批创新创业型企业。 　　目前，中国在人工智能技术方面与全球基本处于同一起跑线，中国专利申请数量与美国处于同等数量级，特别是在图像识别、语音识别、语义识别等多模态人机交互技术领域，部分已接近和达到全球领先水平，发展智能机器人是高屋建瓴、另辟蹊径的重要路径。 　　一大批创新创业型企业也正在快速形成。上述报告指出，国内智能服务机器人领军企业具有技术和产品相互交叉缠绕、互相推动的特点。如科沃斯、优必选、康力优蓝、Roobo等企业通过技术推动产品迭代，凭借智能交互和特定场景整合迅速切入人们日常生活并逐渐发展壮大，利用市场收益进行技术革新，快速步入机器人产业第一梯队行列，从而实现了良性循环。 　　智能服务机器人向家庭、社区等场景的快速大规模渗透，为服务机器人产业的发展注入了极大的新活力。目前中国已在医疗、教育、烹饪等机器人的应用领域开展了广泛的研究，随着机器人技术水平进一步提升，市场对服务机器人的需求快速扩大，应用场景不断拓展，应用模式不断丰富。 　　赵杰指出，中国的服务机器人应用市场巨大，中国正在进入老龄化社会，未来将有数以亿计的老人，以养老、助残为重点的行为辅助、个性化护理和照料看护机器人，针对残障人士的智能假肢系统都有巨大的市场空间。 　　上述报告表示，截至2016年底，中国60岁以上人口已达2.3亿人，占总人口的16.7%，随着人口老龄化趋势加快，以及医疗、教育需求的持续旺盛，中国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。2016年，中国服务机器人市场规模达到10.3亿美元，预计2017年我国服务机器人市场规模将达到13.2亿美元，同比增长约28%，高于全球服务机器人市场年均增速。 　　该报告预计，到2020年，随着停车机器人、超市机器人等新兴应用场景机器人的快速发展，中国服务机器人市场规模有望突破29亿美元。
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  • 《构建工业机器人“生态圈”》
    • 来源专题：数控机床——前沿技术
    • 编译者：杨芳
    • 发布时间：2016-04-25
    • 虽然我们埃夫特如今在国内走得靠前了些，但我清醒地看到，与国际四大家族相比仍然有一定差距。这个差距就在那里，不能无视它的存在，而是要直面并想办法化解。 　　9年前，我们仅是奇瑞汽车设备部下面不到10人的装备制造科，漫长的9年在机器人产业发展历程中犹如白驹过隙，不能否定的是，如今中国机器人产业已经有了长足发展，我无法忘记的是，9年前我作为奇瑞汽车设备部部长经常因机器人故障突然罢工而“吃瓜捞”，当时国内企业应用的机器人几乎全部依赖进口，技术受制于人导致生产线为应付机器人罢工而疲于奔命。这也倒逼着我们萌生了研发自己的机器人的想法。 　　相对于四大家族，如今中国机器人整机厂家也诞生了圈里所谓的“四小家族”的几个企业，而作为其中之一，埃夫特起家于应用端的奇瑞汽车企业，一直以来，通过企业改制、产学研用等模式自主培育技术、并购合资引入海外技术等战略手段，如今更是对自身有清醒认识，要想成为国际一流的机器人整机企业，必须先打通机器人上中下游产业链，围绕埃夫特建一个体系和生态圈，实现“厂厂有机器人，家家有机器人”的“中国机器人梦”。 　　买买买的初衷 　　从零起家的我们，如今拥有了多个技术研究院、年产数千台的生产线、下游客户遍及海内外各个领域，外人看来似乎一切都风光无限好，但我的神经从未放松过，起初我们仅为了“争口气”而走上机器人本体研发生产这条路，如今我们同样没有忘记这个初衷。因为要在机器人行业有所成就，必须打通产业价值链。而产业价值链由关键零部件、本体、集成应用和终端用户组成。 　　关键零部件的成本占整个机器人生命周期成本的一半左右，而中国在关键零部件技术上是缺失的窘境，刚成立几年十几年的国内企业要追赶国外有上百年技术积淀的企业，也并非一蹴而就。 　　我们选择两条路并行的方式，一种是自主培育，另一种则是资本运作。 　　自主培育方面，早期借助与外资品牌合作以及与高校深入合作方式，购买知识产权，扎实转化机器人技术。站在产业发展高度，始终不断引进海内外机器人专业领军人才，技术驱动公司发展。目前我们的企业员工450余人，而其中研发和技术人员就150余人，外籍人员100余人。我们每年研发投入均超过二千万元，先后组建了蔡鹤皋院士工作站、省工程技术研究中心、省级企业技术中心，与哈尔滨工业大学、安徽工程大学合作，分别组建独立法人的哈特、安普机器人产业技术研究院。近两年，企业申请专利80余项，获得国家科技进步奖二等奖，承担工信部国家科技重大专项2项、科技部“863”计划项目4项，参与制定机器人行业国家标准3项。公司目前还是中国机器人产业创新联盟和产业联盟发起人和副主席单位。 　　另一条路是通过收购、资本合作或者战略结盟育成一批核心零部件，提升国产机器人整体性能并有效降低使用成本。 　　海外收购我们近来也颇有斩获。继2014年11月收购意大利CMA公司后，今年3月8日，我们正式收购意大利EVOLUT公司，并且拟成立欧洲智能喷涂与智能工业应用研发中心。两次收购都是以技术为导向，这背后有清晰的战略支撑。总体而言，在发展快速尤其是呈现跨界融合的机器人产业，国产机器人必须通过跨越式发展满足中国产业升级背后强大的机器人需求。这让埃夫特覆盖了喷涂和高端金属加工等应用领域。 　　我们的考量是，EVOLUT的技术特色主要是在通用工业领域的高柔性的机器人智能应用，特别在金属加工领域积累了大量的工艺经验和解决方案，技术基础非常符合工业4.0的发展方面。 　　因此EVOLUT未来的技术发展方向主要是两个方面：一是基于工业4.0思想往面向特定行业，整合机器人智能作业技术，加强IOT的智能传感和数据采集技术，为客户提供智慧车间成套解决方案。第二个方面，主要是基于已有的若干行业大量机器人应用工艺经验，按特定的规则进行代码化形成工艺专家系统，为埃夫特即将启动的下一代智能作业机器人平台的开发提供原始的工艺数据积累。 　　鉴于ABB机器人很多功能都是由EVOLUT最早提出，并由EVO-LUT进行测试和完善的。EVOLUT也可对埃夫特机器人功能和研发方向进行指导，以EVOLUT现有的技术能力，在中国如果进行有效业务拓展。 　　生态圈逻辑 　　除了海外并购，我们还注重国内上游零部件、中游本体和集成、下游终端客户等体系的生态圈搭建，我们的目标是成长为智能制造整体解决方案提供商。曾经的终端用户美的集团近日被埃夫特引入成为第三大股东，也是处于此种考量。 　　我们看到，过去公司更多应用在汽车行业或者自动化水平很高、工艺相对成熟稳定的行业，而现在，随着人力成本提升、人口结构变化、制造业升级等诸多因素，机器人快速向通用工业领域渗透。 　　据相关机构预测，我国白色家电制造行业对于机器人和自动化装备的需求量在3万~5万台，主要作业工位为搬运、取件、装箱、码垛、焊接等。机器人及成套系统市场规模在500到800亿元。格力电器近日宣布准备投入50亿元用于格力工厂机器人应用和自动化改造，并在适当时机进入机器人行业。 　　千亿级家电企业美的集团入股可以给我们提供广阔的应用市场，并为我们积累工业制造的信息化数据，为将来埃夫特成长为智能制造整体解决方案创造条件。 　　早在2013年注资8000万元成立的芜湖滨江智能装备产业发展有限公司，承担着产业谋划、投融资平台等多重功能，为我们的机器人“生态圈”提供资本支撑。几年来，在安徽芜湖聚集了，和埃夫特一样在工业机器人领域创新的，还有固高科技、翡叶动力、清能德创等一批整机和关键零部件企业。这有赖于国家和地方政府对产业集聚扶持政策。 　　一个企业的发展战略与其诞生基因密切相关，我们能够更加开放地采取各种方式来构建机器人生态圈，也是由我们的诞生基因早就注定的。 　　回顾埃夫特的快速成长轨迹，离不开期间的制度创新和通过母体市场不断应用试错。 　　通过混合所有制，让核心骨干入股分享公司发展成果承担经营风险，充分调动核心员工积极性，在快速变革的行业发展中，埃夫特人始终保持对市场高度敏锐，抓住机遇发展壮大。 　　埃夫特是目前规模化生产的国产机器人中唯一一家通过在母体市场大规模产业化应用成长起来的机器人公司，母体市场在埃夫特早期应用试错与产品迭代中发挥重要作用。公司的名称埃夫特取自于英文“ef-fort”的“努力”之意，不同的是，公司英文名却又少一个“f”为“EFORT”，寓意永不满足，进无止境。 　　2007年8月，埃夫特公司正式成立，同年底，哈尔滨工业大学与埃夫特公司正式签订了战略合作协议。转折发生在2009年，经过反复调试改进，埃夫特公司制造的第一台机器人在奇瑞公司试用，其精准度和稳定性与进口机器人不相上下。早在2011年埃夫特就首次实现国产工业机器人在汽车生产线成线应用，这是其他国产机器人在发展早期不具备的有利条件。 　　2012年埃夫特走向外部市场，向通用工业快速渗透过程中，准确分析并抓住卫陶、喷涂、酿酒、金属加工等细分领域的需求，与合作伙伴开发出非常适合行业应用的解决方案。所研制的国内首台重载165公斤机器人载入中国企业创新纪录，获2012年中国国际工业博览会银奖。 　　过去的2014年、2015年我们位居自主品牌工业机器人销量第一，而2016财年集团营收预计5.6亿元。力争到2020年，实现年产工业机器人1万台、销售收入达50亿元，努力建成“国际领先、国内一流”的机器人研发生产基地。 　　奇瑞汽车大规模产业应用中，埃夫特对机器人的理解和应用积累起到非常关键的支撑作用，后续针对细分市场的准确开拓加上中国制造业升级的历史机遇，将埃夫特推上国内机器人领导厂商之一的位置，但从整个产业趋势看，埃夫特的发展刚刚开始。 　　我认为，人机协作与智能化是机器人未来发展的两个重要方向。 　　从目前产业需求看，由于视觉、传感器等技术成熟与应用，更加智能化的设备将在工业领域发挥越来越大的作用，埃夫特未来在深耕行业应用的基础上，将在工业云智能化机器人方面做突破的尝试，成立欧洲智能喷涂与智能工业应用研发中心，还将在美国成立人工智能研发团队，这些布局和机器人行业的发展趋势高度契合。从未来中国产业升级角度看，需要有一批像埃夫特这样的智能装备以及和智能制造相关的软硬件厂商一起推动制造业升级。
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