自2013年起,中国成为全球第一大工业机器人应用市场。但目前在中国工业机器人市场,中国自主品牌工业机器人占到约三分之一。工业机器人良好的市场前景和相对落后的国内机器人发展现状不得不让国人深思,我们的出路在哪里?

经济放缓逆势而上

人工成本的提高以及国内制造业的不断发展,还有“中国制造2025”的提出,应用在制造生产上的工业机器人逐渐被国内制造企业所青睐,自2013年起,中国成为全球第一大工业机器人应用市场。未来五年到十年,新材料、人工智能、多机器协调和人机共融将对智能机器人产业的发展产生重要影响,甚至引起规模化的成长。未来三到五年,全球特种和服务机器人的市场规模将达到300亿美元到800亿美元,发展前景广阔。

不过,中国的经济增长速度在持续放缓,2010年的增长速度是10.6%,2015年降到了6.9%,专家预测未来中国经济的增长速度只会继续放缓,投资者的热情很可能受到影响。

一般而言经济增长速度放缓都会降低企业的投资热情,但对工业机器人行业来说似乎影响并不大,根据统计显示,今年前三季度,中国国内工业机器人保持高速增长,中国自主品牌工业机器人实现了30%的速度增长。

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青岛海尔机器人有限公司经理纪学亮说:“现在国内经济发展速度放缓是众所周知,但我认为对工业机器人行业影响不大,现在国家继续推动‘中国制造2025’,人工成本降不下去就需要自动化、需要工业机器人,经济放缓是事实,但其实从另一方面来说,正是经济放缓才需要提振制造业提高经济发展速度。”

横河电机中国有限公司上海技术部经理陈鹏则指出了房价对行业的影响,他说:“经济发展速度放缓对行业影响不大,反而是现在高房价、用人成本高一直倒逼自动化和工业机器人的发展,高房价导致用人成本高,如今上海找不到6000以下的工程师了,房价下跌其实对机器人产业不是一个好消息,我认为机器人的发展需要高房价的支持。”

价差10万原因何在?

目前一台165kg焊接机器人成本国内约为29.9万元,而国外大约为16.86万元,10万元的成本差距让人咋舌。

“主要还是关键零部件技术掌握在国外企业手中,未来价格下降的空间还是看关键部件。”上海沃迪自动化装备股份有限公司机器人研究院运动控制器设计主管董忠说道。蒋俊也认同这一说法,他说:“核心零部件和控制系统的技术掌握在国外企业手中,这两部分占据成本的一大部分,国内企业缺失这方面的实力去向国外购买,自然价格就高企。”

上海人智信息科技有限公司机械结构部机械结构项目经理蒋俊提到国内企业追求稳定,不思进取的理念导致行业核心技术发展缓慢,价格一直得不到很好的解决。他举例道:“国内军工企业为了追求稳定和使用性,不愿意尝试新的机器和工艺,导致成本一直降不下来,因为要更换更好的机械需要有一定的磨合期,会对产品的稳定性造成一定的风险隐患,所以设备一直没得到更换,要改变这种状况就要看国内有没有公司愿意花大价钱去尝试新的技术,进行创新。”

浙江硕实机器有限公司电气工程师高耀宗也认同国内企业的经营理念导致价格高居不下,他说道:“国内80%的企业不愿意进行大量的技术改进投资,他更愿意去投资实现一些想要的简单功能,更加注重实用性,机器人的质量并不在乎,做不到精益求精,这对技术发展不利,未来假如国内的机器人精度一直提不上去,国内机器的品质太低的话,即使价格下降低也无法应用。”

核心技术缺失难以追赶

根据中国机器人产业联盟、中国市场调查网的数据显示,2015年,“四大家族”日本发那科、安川、德国库卡、瑞典ABB占中国工业机器人市场份额的比例分别高达18%、12%、14%、13.5%,其他外资品牌瓜分了34.5%的份额,众多国产机器人企业只能在剩余8%的市场份额中争抢。

目前在中国工业机器人市场,60%到70%的产品来自国外,中国自主品牌工业机器人占到约三分之一。高精度关键零部件、控制系统、控制软件上都是国外企业处于主导地位。

资料显示,我国工业机器人主要集中在本体和集成端,原因在于核心零部件缺失严重抬高国内工业机器人成本,制约行业发展。从成本上来看,核心零部件占工业机器人成本大头,约72%左右。多轴工业机器人的成本构成中,机械本体约占22%;伺服系统约占24%;减速器系统约占36%;控制系统约占12%;其他外设约占6%。

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高耀宗表示要改变国外企业领先的局面目前来说还是很难,他说:“如今外部零部件,国内已经差不多可以跟上国外的脚步了,库卡他们的加工商都是国内的,但是核心零部件,国内技术和国外技术差距还是很大,从技术上来说目前想要赶上还比较难。”

陈鹏也对国内机器人的发展情况表示很焦虑,他认为国内机器人还停留在低级阶段,而国外的机器人已经进入了人工智能的程度。他说:“国内对机器人的理解还停留在很低端作业上,技术含量不高,现在德国已经有人工智能了,能够从一堆混乱的零件当中分辨出目标,并装进制定容器中,我们国内的机器人只能称之为机械臂。”同时,他建议国家应该完善相关法律,保障国内机器人企业的专利得到保护,同时企业应该更多地开发研究能够投入生产的技术专利,才能助力国内机器人企业的发展。

蒋俊认为国内零部件与控制系统上远远不能和国外相提并论,他说:“应用在工业机器人上的零部件精密、工艺上的要求都很高,单传感器而言,国内做得好的几乎是没有的,好的传感器都是要去国外购买,这就是很大的一个瓶颈。其次是PLC控制系统,这个控制系统也是国外开创,国外掌握,这些都阻碍国内工业机器人行业的发展。”

人机协作只是过渡

人机协作是近年来工业机器人的发展趋势,但高耀宗认为现阶段国内企业更应该先做好机器人,切忌好高骛远。他说:“国内企目前还没能把机器人做好的情况下,就考虑人机协作,有点好高骛远,我们首先应该把机器人做好、做精。”

而蒋俊表示,人机协作固然是发展趋势,但是真正的智能化生产并不止于人机协作。他说:“人机协作只是一个过渡阶段,现在物联网高速发展,很有可能会实现工厂里的所有机器相互协作起来,每一台机器都清楚其他机器的进度和步骤,机器之间能够实现协作、互联。”

除了人机协作等高新技术外,柔性化自动化系统也备受工厂的关注。众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。柔性自动化系统的好处在于能够同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡。

陈鹏认为要实现柔性化生产,装置的开工率起码要达到90%以上才行。他说:“柔性主要是针对不同的地方进行增减产能,还有能够根据不同的订单,生产不同批次的产品,这个是柔性化生产,一般来说应用在产能过剩的行业,举例说石油化工行业起码要到装置的开工率要达到90%以上才能来谈柔性化生产,装置开工率不高就会亏本,就做不到所谓的柔性化生产。”

就业率影响智能工厂进程?

作为工业4.0概念的提出者,德国在智能工厂方面一直处于领先位置,德国安贝格西门子智能工厂、德国博世洪堡工厂、德国博世洪堡工厂、德国巴斯夫化工集团凯泽斯劳滕工厂等都实践智能工厂的代号。

国内在智能工厂方面也有大型企业能够实现全机械作业,“现在海尔有5个全自动的智能工厂,一个人都看不到,灯都不用开的,全机械作业,不仅节约人工成本,而且节约能源。”纪学亮说道。

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而蒋俊认为想要实现大规模的智能化不能操之过急,这是一个循序渐进的过程。他说:“除了技术上的瓶颈之外,人适应高科技需要一个过程,如果把所有的人都取代了,就会造成大量的失业,所以这是一个慢慢适应和取代的过程,就像富士康一样,自动化的技术导入之后,其实可以替换掉一大片人,但是不可能马上导入,因为员工去留的问题要解决,智能化工厂的普及面临的也是这个问题。”

高耀宗也认同智能化工厂不能操之过急,他说:“自动化设备对我们来说并不遥远,绝大多数的企业也在进行机器改革,但就目前我国的国情来说,智能工厂的大量开设可能会影响到就业率。”

董忠则对智能工厂的未来充满信心,他表示国内工业机器人企业应该更加有自信。他说:“虽然国内外企业在技术上还存在一定的差距,但今年的情况相对往年来说已经有很大的进步,很多技术都获得了突破,企业在生产的时候需要有更多的自信,智能工厂也很值得期待。”