智造360 发表于 2016-11-25 17:40:41

现阶段中国工业机器人的窘境

大而不强是中国制造业在诸多领域的真实写照,但在机器人制造领域,中国则处于“既不大也不强”的状态。
早在2013年,中国就已成为世界第一大工业机器人市场。2014年销量达到5.7万台,同比增长56%,占全球销量的1/4,同比增长55%,保有量增长至19万台。
但在中国工业机器人销量连年暴涨的大背景下,却隐藏着自主品牌工业机器人市场份额偏低的隐忧。2014年,自主品牌工业机器人销量为1.7万台,占全球工业机器人总销量的7.45%;2015年,自主品牌工业机器人销量为2.2万台,国内市场份额依旧不足20%,在全球工业机器人市场中的份额依旧不足两位数。 中国工业机器企业不仅市场份额偏低,还存在小而散的问题。至2016年初,中国工业机器人相关企业数量达到1000余家,其中有机器人概念的上市企业超过100家,但普遍存在规模偏小的情况,超过90%的机器人公司年产值在1亿元以下,很多厂家每年销量都不超过1000台(只有年产量破千才能初步形成规模效应),即便是像沈阳新松这样的国内机器人龙头企业,2015年营业收入也只有16.9亿元,与ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA动辄上百亿元的营业收入相比差距明显。
更糟糕的是,国内不少所谓机器人企业并非真心实意在做技术,反而颇有从政策和股市中套利的嫌疑。
另外,国产工业机器人多集中于低端应用领域——相对较复杂的多关节机器人市场,国外公司占据国内市场的90%以上份额;应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场,主要被日本和欧美企业占据,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。
而国产机器人种类主要是搬运、码垛等低端机器人,应用领域多在家电、基础制造领域,附加值偏低。2015年,虽然中国机器人市场需求和国内机器人企业产品销量双双增长,但相当一部分机器人企业处于亏损状态。 因此,中国自主品牌机器人无论在市场份额上,还是技术上都处于劣势,整个机器人产业可谓既不大,也不强。
不过,在局部领域,中国机器人的系统设计和集成能力倒不差,比如,中国科技大学的机器人足球队曾获得ROBOCUP冠军,国内企业也能开发出一些高端工业和医疗机器人。在军用机器人方面,由于中国军工和民用工业从研发、生产到市场销售完全是两条线,而且军品不受专利限制,所以中国军用机器人在局部领域不逊色于美国。
核心技术受制于人
国产机器人在关键技术和关键零件方面落后于西方。机器人的核心技术有人机交互技术、控制技术、环境感知和传感技术、材料技术、人工智能等方面,关键的零部件有精密减速机、控制器、伺服电机以及高性能驱动器等,而这些关键零部件很大程度依赖进口。
以占机器人硬件成本比例最高的减速器为例。精密减速器可以分为谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器等,是工业机器人的核心零部件,占机器人整机成本的35%左右。
目前,全球精密减速器市场大半被日本企业占据。日本Harmonic是谐波减速器领域的领军者,占据了约全球15%的市场份额。日本Nabtesco是全球最大的RV减速器和摆线针轮减速器制造商,在RV减速器领域的全球市场份额约为60%。
中国在着力于精密减速器国产化研究后,涌现出南通振康,浙江恒丰泰,重庆大学机械传动国家重点实验室,天津减速机厂,秦川机床厂、北京中技克美,北京谐波传动所,苏州绿的等单位或企业,并可以在高精度摆线针轮减速器和谐波减速器领域局部替换国外产品。但在2015年,依旧有75%精密减速器从日本进口。
控制器相当于机器人的大脑,用来发布和传递动作指令,包括硬件和软件两部分:
硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理部分等电路。虽然不少自主品牌已经掌握了控制器的相关技术,并研发出基于CPU、DSP和FPGA的工业机器人控制器,但所采用的CPU大多是ARM,所采用DSP和FPGA不少是源自美国德州仪器和赛灵思。虽然已经有基于龙芯的机器人控制器,但目前还鲜有厂商采购。 软件部分主要是控制算法、二次开发等,自主品牌已经解决了有无的问题,但在稳定性、响应速度、易用性等方面还有差距。
另外,在伺服电机方面,日系公司约占全球市场份额的40%,西门子、博世、施耐德等德系品牌占据全球市场份额的30%左右。而国内汇川技术、英威腾、华中数控、新时达等公司整体份额低于10%。在驱动器方面,国内80%的驱动器从欧美和日本进口。
正是在关键零部件上严重依赖进口,导致国内企业要以高出国外本土厂商近3倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服电机。由于减速器、伺服电机、控制器分别占机器人整机成本的35%、25%、15%,导致中国机器人企业生产成本奇高。
相比之下,国外工业机器人厂商很多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,这使得国外机器人厂商在成本上具有天然优势。
另外,国外机器人厂商还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。这些因素共同导致中国机器人企业很难与国外企业竞争。

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