《工业机器人大潮将至,国产线缆/连接器该如何寻找出路?》

  • 来源专题:数控机床——前沿技术
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2018-12-04
  • 据国家统计局相关数据显示,2018年1-5月份中国工业机器人 增长33.7%。可见,工业机器人 在工业生产的比重正在不断地加大,市场需求逐年增加,未来工业机器人代替人工成为一种不可逆的趋势。而作为提供机器人内部连接的线缆和连接器厂商,自然不会错过这个大有前途的朝阳领域。与此同时,工业机器人也正在经历技术的不断迭代升级,这必然会对于线路与连接器领域带来巨大的改变,将会给整个连接器件带来革命性的进步前景。工业机器人蓬勃发展人口红利拐点来临,“机器换人”浪潮的兴起导致大量企业进入机器人行业。其中,中国市场表现非常亮眼。至2018年,中国已经连续五年成为工业机器人第一大消费国。根据国际机器人产业协会IFR的预测,未来几年中国机器人行业销量有望维持25%-30%左右的增速,2018年中国工业机器人市场 销量有望超越15万台,将继续成为全球市场增长的最强劲驱动力。2020年,我国工作机器人销量有望达到27万台。沈阳兴华航空电器股份有限责任公司部长盖笑宇称:“工业机器人出现于20世纪60年代,经过了几十年的发展,不断的更新换代,发展的速度也越来越快。这得益于科技的发展,同时也是工业生产市场的需求。工业机器人逐渐地由单一化朝着复杂多功能化方向发展。目前机器代替人工已成为趋势,我相信工业机器人将会蓬勃发展。”深圳市信而昌电子有限公司总经理何建成表示:“就目前中国的经济发展的态势来看,人口结构的变化以及人工成本的不断增加,很多企业引进工业机器人进行工业的生产加工。一来能提高生产的效率及有质量上的保证;二来可以减少生产成本,在竞争中具有明显的优势;再者就是管理上更加的简便,更能适应未来生产的要求。所以工业机器人在国内的需求会越来越大。”不过,中国机器人产品密集在低端领域,整体竞争力不强,在市场上本土企业基本是靠低价格来维护自身优势。同时,国际四大家族在中国市场布局完善,国内机器人企业 面临的竞争压力也很大。与此同时,机器人本体面临降价风险,市场竞争更加激烈。据工信部初步统计,我国涉及生产机器人的企业超过了800多家,其中超过200家是机器人本体制造企业,大部分以组装和代加工为主,处于产业链的低端,产业集中度很低,总体规模小。据日本机器人 工业协会数据,2017年日本工业用机器人的订单额比上年增长了27.8%,达到9447亿日元。不过,为改变这一局面,东莞市机器人技术 协会副会长罗百辉表示,我国的“中国制造2025 ”战略中明确提出数控机床和机器人的发展计划。景虹盛通讯科技股份有限公司总经理蒋太科说道:“在发展工业机器人方面,国家政策的支持是必要的。这些政策给了企业很大的信心,投入更大的资金对工业机器人地研发,参与国际竞争。”深圳市力辉电机有限公司总经理郑云峰表示:“我国工业机器人国产化程度不高,在高尖端技术上还十分依赖与国外,如工业机器人连接器。国家政策的支持对与我们企业来讲是有很大的帮助的,在成本控制,研发投入上都有了优势。”线缆/连接器需求水涨船高据了解,预计到2020年,全球一半以上的新增工业机器人会安装到中国,中国制造的机器人也将占有相当大的比例,而作为与机器人配套的零部件,机器人电缆 和连接器的发展需求空间也不容小觑。工业机器人产业在中国蓬勃发展,也正在引起越多越线缆和连接器企业的兴趣。TUV莱茵大中华区商用产品服务总经理徐澍表示,电线电缆作为机器人的重要零部件,市场需求量呈现爆发式增长,电线电缆企业将迎来难得的发展及转型机遇。HRS中国市场部主管曹培浩表示,工业4.0 与工业自动化的到来,意味着更多的智能装备和机器人将会被广泛应用到各种生产领域,其需求量表现为稳定且快速的增长趋势。其中,核心智能装备及机器人对连接器的应用要求很高,更多的“高精密、高性能”的连接器将会被越来越多地应用到这些智能装备及机器人领域。赫联贸易(上海)有限公司区域经理杨思远认为,目前工业4.0对连接器的确有明显的拉动。相比2015年,赫联2016年和2017年的整体销售额都有接近两位数的增长,工业类连接器占公司所有连接器营收比例的10%-15%。2017年5月11日,泰科(TE)甚至正式启用“苏州工厂及客户体验中心。TE工业部全球高级副总裁及总经理Lars Brickenkamp表示:“苏州工厂重点满足自动化控制、机械设备、电力、能源、铁路、智能楼宇等领域对互联技术的市场需求。”总体而言,目前进入工业机器人领域的线缆和连接器企业以外资为主,但国内企业已经瞄准这一市场。蒋太科先生说道:“工业机器人市场还存在着很大的开发空间,目前在这一领域的企业在少数,可开发的价值大,不久将会有很多的企业投入研发,争取分一杯羹。”虽然目前国内做机器人电缆的企业不多,但是有相当一部分工厂有意向涉足机器人电缆业务,其中有一些已经开始准备进场。据徐澍透露:“前段时间我们走访了湖北以及东南地区一些大的电缆企业,与他们的研发部门进行交流,几乎每一个厂都有做机器人电缆的计划,有的已经在立项。”

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  • 《国产机器人打硬仗人才瓶颈制约“机器人红利”》

    • 来源专题:数控机床——战略政策
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2018-09-20
    • 在国产机器人的整机新能、核心零部件逐步取得进展之后,巨大的人才缺口、应用生态的匮乏开始成为制约“机器人红利”的重要因素。 自2013年成为全球最大的机器人市场之后,中国的“机器人红利”渐行渐近。在8月15-19日举行的世界机器人大会期间,整个机器人行业都明显感受到“人口红利消失之后,越来越多的制造企业探索通过机器人打破瓶颈”。 中国机器人市场的爆发超出所有人预期。根据世界机器人协会IFR此前发布的《2018年世界机器人报告》,2017年,中国市场消费机器人高达13.8万台,同比增长58%,占全球38万台总销量的36.3%。这一销量远超IFR此前预测的11.5万台。2013年以来,中国机器人市场规模从3.7万台提升至13.8万台,年复合增长率38.97%。 根据中国机器人产业联盟数据,2016-2017年,中国机器人密度已从69台/万人提升至101台/万人。机器人密度是指每万名工人使用机器人数量,IFR此前公布数据介绍,2016年全球制造行业机器人密度为74台/万人。 根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,中国到2020年的机器人密度将达到150台/万人,未来3年仍存在数十万的市场需求。相比之下,日本、德国的机器人密度已超过300台/万人,韩国更是达到631台/万人,中国仍存在巨大的增量空间。而目前,这一高速增长的市场需求正在驱动中国乃至全球的机器人产业链、应用生态加速成熟。 国产机器人的规模效应 “2017年,我们签了1000台销售订单,今年会超过3000台。”2015年成立的遨博智能科技如今已经成为国内协作机器人的领军企业,遨博智能机器人研究院院长李永东告诉记者,“我们有200-300家企业正在试用产品,其中包括很多以前从没使用过机器人的中小企业。从试用到批量订货的市场拓展中,订单在高速增长。”目前,遨博机器人在国内销量仅次于Universal Robots,后者是全球最早推出协作机器人的公司,目前总销量已突破20000台。 在传统工业机器人逐渐取代了单调重复、高负荷、高危险性工作之后,适用于柔性生产线、低成本、操作简单的协作机器人在近几年开始登上历史舞台。 “电子、汽车、服装等行业,一条生产线会生产很多类型的产品,一周生产一个订单,之后迅速换另一个产品,这就要求机器人能够快速切换不同工具,能够快速编程切换到新的产品上,而且机器人要有足够的安全性与工人协同”。李永东告诉记者,“传统机器人做不到,但协作机器人应运而生。” 协作机器人主要工作在负载10公斤以下的人工作业场景,诸如汽车、电子行业的拧螺钉、上下料、零部件打磨、检测、电路板焊接等环节,其操作简单、部署成本低等特性被越来越多中小企业所接受。 2017年国内协作机器人市场规模约4000-5000台,在总市场中占比约3.5%。不过,协作机器人是目前增速最快的市场,而且,在李永东看来,“如果以销售套数统计,协作机器人很快会成为需求量最大的产品。” 值得一提的是,遨博机器人的低成本主要得益于全产业链的国产化,其核心操作系统、控制器属于自研,伺服电机等核心零部件与国内企业定制研发,在与Universal Robots同样达到0.02毫米精度的情况下,其产品成本降低了50%以上。目前,遨博机器人除了在国内迅速扩张之外,还有20%-30%的订单来自于韩国、美国、欧洲等国外市场。 减速器、伺服电机、控制器是机器人的三大核心部件,目前这三大产品的国产化都已经取得部分突破。以苏州绿的谐波减速器为例,太平洋证券预测:“2017年绿的谐波减速器2017年出货量已达7万套,且2018年将翻倍成长,预计可以替代日本企业HD的市场份额。” 在核心部件国产化之前,国产机器人进口价格是国际企业的两倍以上,使得国产机器人在性能、成本上均难以参与竞争,如今,在同样性能的产品中国产机器人已经具备明显成本优势。 根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,到2020年,自主品牌工业机器人年产量达到10万台,精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器的性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,市场占有率达到50%以上。 国产机器人的硬仗 2017年,国内市场上国产机器人的销量达到37825台,同比增长了29.8%,但是,如果要达到2020年产量10万台目标,国产机器人至少在此后四年保持40%的复合增长率。 而相比之下,2017年,外资机器人在华销售量超过10万台,同比增长了72%。国产机器人的市占率反而从2016年的32.7%降至26.8%,降低了5.9%个百分点。 “2017年市场的爆发主要来自汽车、3C行业,这两个行业大部分产线对精度、出货效率要求非常高,国产机器人指标、性能、一致性暂时达不到要求,所以一直以来这两个行业都是以进口为主。”一位资深行业分析师告诉记者,“2017年,3C、汽车行业的机器人需求量占总市场的65%,而且主要增量也来自这两个行业,所以国产机器人的占比就自然下滑了。” 根据中国机器人产业联盟数据,2017年,在3C制造业,外资机器人占比71.6%,在汽车行业,外资机器人占比更是高达89.6%。 不过,国产机器人在金属加工、焊接,以及物料搬运、码垛行业正在迅速占领市场,60%的国产机器人主要用户不同场景的搬运、上下料,而在这一市场,国产机器人占比已经达到36.6%。国产机器人、核心零部件的突破主要来自于物料搬运、金属加工等一般制造业场景。 “最近几年国内企业一直进步,减速器、控制器、伺服电机系统都取得了一定程度上的突破。”科技自动化联盟秘书长、国产伺服驱动器厂商清能德创董事长王健告诉记者,“在对精度、性能要求不高的码垛、上下料、一般焊接市场上都可以胜任。” “受益于国内强大的电子制造业基础,我们可以设计、制造可靠、可用的伺服驱动器,并做到进口替代。”王健告诉记者,但想要让机器人在精度、性能、一致性等指标上再进一步,仍需要持续的积累,“减速器、电机这类核心部件,都属于机械制造,我们与国际企业在机械制造领域存在着工艺、材料、装备、设计等全方位的差距。” “现在,国产机器人产业正处在一个相对艰难的微妙时刻。”王健告诉记者,在中国机器人企业逐步崛起之后,国际机器人、零部件巨头都在开始有节奏地进行价格调整,国产机器人的利润被一步步压缩,“虽然产量、用量都在增加,但毛利在下降,外资企业的竞争力在提升,国内的整机、零部件却很难有更多的利润去支撑研发,行业正在逐渐步入红海。” 虽然同样走在中国市场的机器人浪潮中,但显然外资企业的生存环境远比国产企业舒适。王健告诉记者,“虽然长远来看国产机器人肯定能够成长起来,但现在我们有一场硬仗要打。” 遭遇生态瓶颈 对于诸多制造企业而言,“机器人转型”同样也是一场硬仗。 “买一台机器人,可能只要20万,但是为了让机器人在生产线上工作,你可能得花800万、1000万。”一位手机制造企业人士告诉记者,“以前的厂房、生产线都是为人工设计的,现在上机器人,要重新设计生产线、要给机器人装护栏,产线改造要花很多钱,而且,机器人的安装、调试、检修、维护,甚至产品更换、编程都完全依赖机器人企业。” 在该人士看来,“虽然机器人本身成本降下来了,但是机器人的应用、人才等配套的成熟还有一段距离,尤其对于没有人才积累的中小企业。” 一位国际机器人企业人士向记者介绍,“在欧洲、韩国等国家,机电类工人都具备机器人操作能力,他们拿到机器人都可以自行安装、调试、开发。但在国内,还有很多企业工程师没见过机器人,所有流程都得我们派驻现场工程师。” 值得注意的是,根据IFR数据,在2010-2015年,美国、德国汽车行业分别安装了6万、1.4万个机器人,同期增加就业人口23万、8万个。但在国内,机器人已经替换掉近百万用工量,但新增的机器人操作工程师却形成了巨大的人才缺口。 2017年2月,教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合印发了《制造业人才发展规划指南》,到2020年,中国机器人产业人才缺口达到300万,2025年将扩大到450万。 除此之外,机器人应用的生态体系也需要逐步完善。“机器人使用的机械爪、机器视觉摄像头、传感器等周边产品要进行定制设计。”库伯特市场部大客户经理杨一粟告诉记者,“针对物料码垛、装配、打磨等不同工业场景下的应用程序需要逐步开发,机器人与生产线上其他设备的协同,需要建立一整套的生态体系。”库伯特是一家成立于2016年,专注于工业机器人智能操作系统的公司,系统中内置了多个场景的应用程序以及3D视觉、力控算法。目前京东、顺丰、菜鸟、九州通达等企业在使用其操作系统。 在国产机器人、核心零部件逐渐成熟之后,劳动力结构的转型、机器人产业人才的培养、以及智能制造生态平台的建设开始成为“机器人红利”的瓶颈,在陆续上马的“机器换人”行动中,这些正在出现的问题需要得到更多的重视。.
  • 《如何将工业机器人与数控机床融合应用?》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2018-06-21
    • 机器人产业正迎来黄金发展机遇期,如何推动工业机器人产业和机床工具产业的融合发展,如何做到工业机器人与数控机床的互为集成应用,已成为当前现代装备制造业产业升级的重要话题。   随着我国装备制造业转型升级,在市场需求和技术进步双重作用下,近几年来工业机器人与数控机床集成应用发展很快,应用的形式不断扩展,对当前机床智能化潮流带来新的促动,对我国机床工具行业的转型升级也必将起到有益的推动作用。   鉴于机器人研制以及与机床集成应用的发展现状,相关企业应如何建立有效的组织联络机制,以加强沟通与合作,两个行业融合发展该建立怎样的技术规范与标准,以充分做到资源共享与优势互补,并形成产业发展的合力!   机器人产业正迎来黄金发展机遇期,如何推动工业机器人产业和机床工具产业的融合发展,如何做到工业机器人与数控机床的互为集成应用,已成为当前现代装备制造业产业升级的重要话题。      机床制造过程中许多岗位主要依赖工人的体力和技能,生产效率低、劳动强度大、缺少熟练技工人才,难以保障产品稳定性和一致性,促使机床行业越来越多地采用工业机器人及智能制造技术来改造传统工艺流程。以往,昂贵的进口机器人和生产线主要在汽车等少数行业使用,在机床行业等装备制造业领域应用比例偏低,很大程度上制约着国内机床行业自动化程度的提高。   1 两大产业现状   经过“十一五”、“十二五”两个五年计划,十年磨一剑,中国数控机床产业发展已进入中档规模产业化、高档小批量生产的阶段,产业整体水平基本具备国际竞争力。数控系统作为数控机床的控制大脑,国产数控系统厂家已经掌握了五轴联动、小线段插补、动态误差补偿等控制技术,也研制出高性能、大功率伺服驱动装置,自主研发促进技术创新与进步,也萌生了工业机器人产业的雏形,催长产业发展。   当前,数控系统研制企业、机床整机企业、自动化应用集成商,甚至房地产资本大鳄们,都在尝试进入机器人领域,掀起了一股机器人产业投资热。让人担虑的是,政策过度引导带来的“圈地套惠”、产业过度投资带来的产能过剩、缺乏创新驱动带来的低端同质化竞争等,都将把机器人产业带入无序发展。值得思考的是,什么样的企业最适合研制工业机器人?      如何提升机器人产业的整体质量?总的来说,具有数控系统的基础,控制系统、伺服电机、伺服控制系统都能够批量生产的企业具有一定优势。日本FUNAC公司的产业推进路线,就是一个成功的典型案例,值得借鉴与参考。   国内已有几家数控系统企业纷纷进入工业机器人产业,走在最先的广州数控,自2006年起规划研制工业机器人产业,已走过8个年头。借助自身控制器、伺服驱动、伺服电机产品生产积累的经验,已完成工业机器人系列化的全自主开发,产品覆盖了3~200kg,功能包括搬运、机床上下料、焊接、码垛、涂胶、打磨抛光、切割、喷涂、分拣、装配等。   随着用工成本上涨、技能人才缺少、高危环保、高强度作业等问题的凸显,工业机器人参与生产制造已被广泛认知和不断使用,成为社会关注的焦点。政府更是借此促进产业转型升级,企业用其开展技术改造,转变生产方式,提高作业效能。然而,中国的机器人保有量不大,民族品牌尚在培育中,综合竞争力有待提升。那么,机器人行业将以什么样的模式向前发展?笔者认为,现阶段更需要机器人整机企业、机器人关键部件供应商、机器人集成商产业链的协同发展。      2 机器人与数控机床融合的集成方式   在数控机床加工应用领域,本土机床上下料机器人与数控机床的融合应用已在先端发展之列。从行业应用层次来看,也发生较大改变:   (1)工作岛:单对单联动机加、单对多联机加工。   (2)柔性制造系统(FMS):基于网络控制的柔性机加线,应用PLC控制平台,通过工业以太网总线方式,将多台机器人、多台数控机床及其辅助设备进行联网组线,按节拍进行有序自动生产。   (3)数字化车间:借助CADCAMCAPPSMES辅助生产工具、物流技术及传感技术,具备生产过程监控、在线故障实时反馈、加工工艺数据管理、刀具信息管理、设备维护数据管理、产品信息记录等功能,满足无人化加工需求,实现加工系统的生产计划、作业协调集成与优化运行。   (4)智慧工厂:借助智能化车间布局和ERP信息化管理系统,将最大限度地给传统生产方式带来革新。信息管理系统的数据库可以通过网关与各种外部的信息系统进行接口,将车间接入ERP系统,查询车间生产状态,实现企业资源的高效配置;借助其短信平台、邮件平台,可以向管理员进行设备故障、生产进度等信息的实时汇报。      3 工业机器人与数控机床融合发展的途径   1.加工制造方面   机器人参与机床结构件加工制造以实现自动化,专用机床服务于机器人专用减速机的精密加工,提升加工工艺质量及批量生产效率等等,具有很大的融合发展空间。借助双方企业的战略合作,机器人企业可借助机床厂家的制造与工艺技术能力实现以下目标:   (1)面向机器人的本体铸件、减速机结构件,共同研究形成批量精密制造技术,提高机器人批量化生产能力和工艺水平,攻克可靠性、一致性技术,实现高效、稳定、精密的节拍生产。   (2)面向机器人工装、夹具,机加生产线的集成能力,借助各大机床厂的广大终端客户渠道资源,委托推广应用机器人。   (3)研发面向机床单机及生产线上下料和零部件搬运、铲刮、倒角、抛磨、焊接、喷涂(粉)等自动化、柔性化生产急需的工业机器人,机床企业与工业机器人企业共同研制,实现整机零部件的自动加工,推动机床生产制造技术水平提升。   (4)工业机器人机械本体的关键零部件,如转盘、大臂、箱体、支撑套、小臂、腕体等,尺寸精度和形位公差均要求较高,对机械加工设备、工装夹具、量检具等都有很高的要求;机器人减速器的摆线齿壳、行星针轮、偏心轴及行星架等关键零件的结构优化和加工,目前国内的加工设备、装配工艺、精度检测等还难以达到。但立足使用国产数控机床及工具设备完成相关加工,则有助于提高我国高端精密机械零部件设计及加工水平,促进国产数控装置与国产数控机床的应用和发展。      2.在集成应用方面   机床上下料机器人实现机加柔性生产线将是便捷有效的推广方式。国内数控机床保有量约200万台,机器人企业首推应用机床上下料柔性机加生产线,将会有很大的市场需求,并且也有利于助推机床制造、机器人等机械零部件走向自动化、数字化、网络化的生产方式,可实现过程智能控制、信息化管理,能提高生产效率与产品质量,提高工艺管理水平,直至推动装备制造业的整体水平提升。例如,广州数控与大连机床、宝鸡机床等机床厂家形成战略合作关系,共同研发机器人专用加工机床、加工工艺技术应用、机器人机加自动柔性生产应用等项目,促进了双方互相融入各自产业应用。   国产机器人和机床工具行业与国际先进水平存在差距,尤其作为新兴产业的工业机器人,起步晚于国内机床产业,无论制造工艺水平、控制系统,还是集成应用经验;无论技术标准成熟度,还是专业人才拥有程度,都制约当前的发展速度,尚需在摸索中寻求进步。但我们相信,两者的深度融合,对于提高中国装备制造业的综合竞争力具有重大意义。