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发那科、安川、ABB和库卡四大家族,谁来打破垄断?

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中国机器人产业起步晚,核心技术弱,面对偌大的市场,若不进行革新与颠覆,便只能拱手让人。而中国机器人的崛起之路也并非价格战那么简单。

“用工成本越来越高,我们之间经常开玩笑说,忙活一年好像都在为工人打工。”珠三角一家生产轴承的企业老板刘锋(化名)近段时间越来越感受到人力成本上升带给自己的压力。

目前,中国城镇单位就业人员平均工资已经从10年前的18200元飙涨至56399元。随着劳动力成本不断上涨,众多企业纷纷引进现代化、自动化的装备进行技术的改造升级,工业机器人市场与产业也因此逐渐蓬勃发展,“机器换人”行动也在全国各地蔓延而开。

紧随市场而来,机器人产业站在风口浪尖,政策利好不断释放,资本正倾巢而动。2014年,工信部发布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,明确提出要培育3~5家具有国际竞争力的龙头企业、8~10个配套产业集群。

2016年中国机器人市场突飞猛进。2016年上半年我国共实现国产机器人销量1.97万台,按可比口径计算较上年增长37.7%,实际销量比上年增长70.8%。中金公司预测,2017年全年国产工业机器人有望超过3.5万台,同比增长60%。

▍机器人江湖版图

目前来看,中国机器人“江湖”,已分化出东西南北四大“门派”。工信部赛迪研究院日前发布了2016年版《中国机器人产业发展白皮书》,称中国机器人产业已形成环渤海、珠三角、长三角和中西部四大区域集群。

新松机器人总裁曲道奎表示,一个地区机器人的使用率往往代表着该地区的制造业和经济发展水平。作为中国制造业脊梁的长三角和珠三角的机器人应用显然领先国内其他地区。

长三角作为沿海中点和长江水道下游,依托产业门类齐全、教育科研实力雄厚,从苏南乡镇企业模式和浙江草根创业模式起步,同样依托出色的贸易、航运设施建设和金融业发展,产业格局由传统制造业向具有“重、智、上游”特色的高科技业逐步转型。

山东万腾科技联席总裁张镇表示,“在机器人和高端装备的应用上,长三角企业拥有智能化应用的存量优势,企业对‘机器换人’的理念也更接受。当然,这与长三角各地政府对相关产业的扶持力度有关。”

珠三角作为华南门户,对接港澳和东南亚的窗口,作为经济特区率先布局、得风气之先的城市群,以“三来一补”加工业完成第一桶金积累,依托出色的贸易、航运设施建设和金融业发展,产业格局由出口加工业向具有“轻、智、终端”特色的高科技业逐步转型。

截至2016年9月,传统制造业重镇东莞已有1485个项目申报“机器换人”专项行动。库卡中国区高层表示,虽然还处于整合期,但库卡未来将会配合美的在中国制造业升级中的战略。而贵为机器人“四大家族”之一的库卡对于美的的助力,以及格力开始发力机器人行业,未来珠江西岸地块无疑将成为中国机器人产业发展的隆起地带。

其中,珠三角有大疆、极飞这些优秀的新创企业,以及成功转型的美的、格力等传统家电制造企业。而长三角则在机器人及高端装备产业的前瞻性更强、优势更明显,以业内熟悉的四大机器人家族为例,其中的ABB、发那科、安川三家的中国总部或总部级研发中心都设在上海。此外,上海还培育出了沃迪、新时达这两家名列中国工业机器人领域规模第二、三大的机器人开发制造商。

张镇表示,长三角偏重中高端研发创新,珠三角偏重机器人产业应用。具体到机器人和高端装备产业上,长三角和珠三角是自觉分工错位和形成互补的,有错位的竞争,更有分工合作。

▍“渗透难”

中商产业研究院大数据库显示,2017年3月,全国工业机器人产量10163套,同比增长78.2%;1~3月,全国工业机器人累计产量25220套,同比增长55.1%。

不过,市场虽然对于工业机器人需求量巨大,但是摊薄到规模更加庞大的中国制造业分母上,却又显得微乎其微。渗透率偏低似乎成为了机器人市场发展中首要难题。据申万宏源测算,中国工业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)仅为49,低于全球平均值69,而韩国的工业机器人密度达到531,是中国的10倍多。

“虽然工人工资高,但好歹可以正常运转,用机器换人就意味着好几年的钱都要砸在生产线升级上,万一企业熬不到收回成本的时候怎么办?”刘锋担忧地表示。

无独有偶,一家长三角的制造型企业南京德朔实业有限公司也有同样的担忧。该公司相关负责人表示,目前完全由机器人实现生产的生产线由于成本的原因也还没有铺设,只有在公司最新的泉峰新能源4.0工厂中的仓储物流和码垛领域,南京德朔才有许多机器人的身影出现。

“许多人想当然地以为将机器人用于工业生产似乎只需要一个步骤就可以完成——购买需要的工业机器人,花费并不算巨大。”徕斯机器人前高级经理屠崴表示,这显然远远不够,通常大家在电视上看到的机械手臂仅仅是工业领域所理解的机器人的一部分本体而已,这样的本体“既没有躯干、没有手指,也没有眼睛,更不用说拥有可以思考的‘大脑’了”。

买来的机械手臂仅仅是“万里长征走完的第一步”,在这之后企业会发现投入成本在不断累加,否则看似酷炫的机械手臂仅仅是一个装点门面的花瓶而已。

据悉,完成这“第一步”后,首先需要在专用基座上完成组装,而这个基座并不是配套产品,需要再掏上千美元才行;组装完成以后,需要花几千美元买一个专门存放机械手臂的、配有安全装置(例如紧急暂停按钮和安全传感器)的笼子;当机械手臂的安装和安置问题得到解决以后,除非是新型昂贵的设备,这些机械手臂仍然不能立马用于工业生产,因为企业还需要为这些机械手臂配备端执行器、工具变化器、力觉感应配件、机械手臂配备视觉系统、配件供给设备以及总控制系统等,否则这些机械手臂很难完成诸如工具零件替换、重力感知以及运送零部件等任务。

从这个过程不难发现,这些设备要么价格不菲,要么耗费在调试的时间过长,无形中使用机械手臂进行工业生产的成本会有较为明显的增加。而成本的增加显然会让一些传统制造型企业望而却步。

不过,成本固然是约束制造型企业升级机器人生产线的重要原因之一,但花出来的钱能否收到应有的效益才是企业更深层次考虑的问题。而这,显然也并不达标。

当由传统工人来生产制造,那么只需要将生产新产品的工序流程告知他们,或者进行新的技能培训之后,他们就可以马上投入生产制造了。而相较于现在大部分的机械手臂而言,它们仍然只能被称为“笨拙”的产品——这些机械手臂的每一步程序都需要提前被编制好,否则它们根本不知道要如何移动和操作,而每道工序都需要不断地重新编程,屠崴表示。

显然,相对于普通劳动力,目前工业机器人柔性的欠缺成为制约工业机器人渗透率的原因之一。无锡微研精密董事长谈渊智说,在机器换人的成本和收益之间必须要有一个理性的判断,否则单纯的机器换人所带来的成本增加是大多数民营制造型企业所难以承受的。

▍“性价比”之战

据中商产业研究院数据,2015年全球工业机器人销量同比增长12%,而全球正在使用的工业机器人已超过150万台。到2018年,这一数字将突破230万台,其中,140万台在亚洲,占比超过一半。自2013年以来,中国已成为全球最大的机器人消费国。

不过,虽然中国工业机器人发展速度迅猛,但在曲道奎看来,巨大的市场却并未孕育出中国自有的可与工业机器人领域四大家族掰掰手腕的机器人企业。据悉,发那科、安川、ABB和库卡作为机器人“四大家族”,它们的全球市场占有率超过60%。

近几年这些国际机器人巨头纷纷抢滩中国机器人市场,投资生产基地,竞争日趋激烈。其中ABB已把全球机器人事业总部以及两大生产基地之一放在了上海。

中国的机器人制造企业就是在这样的背景下慢慢发展起来的。在四大寡头存在的市场下,中国的机器人企业可以沿着既有的发展轨道,借助中国庞大的市场空间和自身“性价比”的优势慢慢壮大起来。

有数据测算,进口的Epson SCARA(平面关节型机器人)价格为30万~40万元人民币区间,企业收回成本大概需要3到4年,而采用国产的同类SCARA价格则仅为20万元人民币。臂长越长、额定负载越重的进口机器人溢价越高,在这方面,国产机器人性价比优势越大。

之前,用户企业之所以不愿意采购国产机器人,甚至有些企业宁愿采购外国的二手机器人,就是由于担心稳定性差,影响业务,一旦出问题造成停工,损失惨重。但是随着技术的进步,这些问题最终都会被攻克。如果按照这样的逻辑,国产机器人是可以沿着既往的发展思路实现后发制人的崛起的。

不过,这样的日子在曲道奎看来恐怕行将结束。他表示,在机器人产业日益进入2.0时代的当下,除了地位依然稳固的四大家族,新进者谷歌、Facebook等外来者正在颠覆既有的机器人发展模式。

一直以来,机器人产业发展迅猛,并以各种形式应用到各个领域中推动其发展,包括Facebook、微软、谷歌与亚马逊这些企业都透过产品、服务与消费者互动,并累积了多年的初级数据,未来人工智能与深度学习都是大量数据搜集、整理并分类、标注使这些初级数据变成信息,最后再透过强大的处理器快速搜寻与反应的结果。

在既有发展模式被颠覆的背景下,一味地用“性价比”等传统工业思维来补齐中国机器人产业发展中的短板显然不足以构筑起抵挡外资机器人势力的“防波堤”。

“与其补短板,不如想想怎么扶持几家国内的机器人行业领先者。”曲道奎表示。

而在这方面,美的集团给出了自己的解决方案——收购。美的收购库卡无论是从自身产线需求、企业智能制造的战略定位还是中国制造2025的目标规划等方面来说,无疑都是吻合的。收购之后,库卡可以帮助美的优化仓储物流系统,完善高度自动化的厂房建设,稳固美的作为家电制造业的领头羊的地位,并可直接受益于库卡在中国汽车行业市场开拓。同时在家电制造业、汽车行业等领域多点布局的美的显然正在突破既有依靠“性价比”来获取市场的简单思维。

而做大做强民族机器人品牌,除了收购,打造自己的生态系统是曲道奎在面对工业机器人进入2.0时代的大背景提出的解决方案,“新松正在打造技术平台、人才平台和资本平台”。中国机器人产业起步晚,核心技术弱,面对偌大的市场,若不进行革新与颠覆,便只能拱手让人。而中国机器人的崛起之路也并非价格战那么简单。

延伸阅读

解读2016年版《中国机器人产业发展白皮书》

赛迪研究院装备工业研究所日前发布了2016年版《中国机器人产业发展白皮书》,该白皮书全面梳理全球和我国机器人产业发展的近况,对国内外机器人产业的重点应用、企业发展及政策环境进行了详细阐述和归纳总结。

在提出当前我国机器人产业发展存在问题的基础上,对2016年的产业发展进行展望,并提出发展建议。

▍抓住机器人产业发展的关键机遇期

当前全球机器人市场规模不断扩大,我国机器人产业发展势头迅猛,2015年国产自主品牌工业机器人占我国市场份额首次突破30%,未来机器人需求潜力巨大,当前是机器人产业蓬勃发展的关键机遇期,要抓住机遇,发展壮大自主品牌,全面提升我国机器人产业核心竞争力。

▍全球机器人市场规模不断扩大

据国际机器人联合会(IFR)统计,2015年全球工业机器人销量超过24万台,同比增长8%。2006-2015年,全球工业机器人销量年均增速约为14%。

2014年亚洲销量约占2/3,中国、韩国、日本、美国和德国五大市场的销量占全球工业机器人总销量的75%左右。近十年全球工业机器人销量如下图所示。

2006-2015年全球工业机器人销量

2014年全球专用服务机器人销量为2.4万台,较2013年同比增长11.5%;销售额达到37.7亿美元,较2013年同比增长3%。2014年,全球个人/家用服务机器人销量约为470万台,较2013年同比增长28%;销售额达到22亿美元。

▍我国机器人产业发展势头迅猛

2015年我国工业机器人市场规模继续保持世界第一,达到6.6万台,约占全球销量的1/4,同比增长16%,约是2012年的3倍,保有量增长至25.6万台。骨干企业不断涌现,机器人产业园快速发展。

工业机器人方面骨干企业有沈阳新松、埃夫特、广州数控、哈博实、哈工大机器人、新时达、埃斯顿等;服务机器人方面骨干企业主要有科沃斯、康力优蓝、纳恩博、风行天下、优比选等。

《白皮书》选取了上海机器人产业园、常州武进机器人及智能装备产业园、芜湖机器人产业园等典型机器人产业园,对其发展战略、规划思路、企业培育、推广应用、技术研发、平台建设、模式创新、政策支持等方面的经验进行了梳理归纳。

我国工业机器人已形成环渤海、长三角、珠三角和中西部四大产业集聚区。

我国工业机器人区域分布情况

长三角地区机器人产业发展较早,实力雄厚,发展水平较高,四大家族、国内龙头企业和科研机构于此都有所分布。

珠三角地区控制系统占有优势,广州数控是国内技术领先的专业成套机床数控系统供应商,年产销数控系统占国内同类产品市场的1/2份额;此外沿海经济发达地区是国内工业机器人的主要市场,珠三角地区市场应用空间大。

环渤海地区以北京、哈尔滨、沈阳为代表,科研实力较强,研究机构众多;国内代表企业有沈阳新松、哈工大机器人、哈博实等,均属于行业龙头企业,龙头企业牵引作用明显。

中西部地区机器人产业起步较晚,但不甘人后,近年来借助外部科技资源,发展势头强劲,行业龙头企业埃夫特从无到有再变强,骨干企业也快速发展;研究机构偏少,本地科研资源稍显不足。

▍我国机器人未来需求潜力巨大

中国现阶段的国民经济和社会发展水平与日本上世纪80年代初期相似,工业机器人市场需求处于爆发期。

全球制造业每万名工人使用工业机器人数量由5年前的50台增加到66台,其中工业发达国家机器人密度普遍超过200台,我国制造业机器人密度由5年前的11台增加到36台,我国机器人密度较低但增速较快,未来工业机器人市场潜力巨大,需求将继续保持井喷态势。预计到2020年,我国工业机器人保有量在80万台以上,机器人密度达150台以上。

我国从2012年开始进入人口老龄化快速发展期,“十二五”时期是我国第一个老年人口增长高峰,60岁以上老人将由1.78亿增加到2.21亿,老年人口比例由13.3%增加到16%,这将使我国养老服务面临极大挑战。

此外,我国也是地震、洪涝等灾害多发国家。这些因素将使得我国有望形成全球最大的服务机器人市场。

▍认清我国机器人产业发展面临的挑战

◎ 发达国家纷纷对机器人产业进行战略布局

发达国家机器人产业发展具有自身的特点。

美国在系统集成、医疗机器人和国防军工机器人等方面存在优势。欧盟在工业机器人和医疗机器人领域处于领先地位。

日本在机器人生产、应用、主要零部件供给和研究等各方面在全球优势明显。

韩国机器人产业虽起步较晚,但依托汽车、电子等行业,产业竞争力快速提升。

近年来,发达国家为了保持机器人产业方面的既有优势并进一步发展,纷纷进行战略部署。

发达国家战略部署情况

◎ 我国是主要的机器人销售国而不是生产国

日本、韩国和德国是工业机器人主要产销国,其保有量和年度新增量都位居全球前列。

2014年,日本、韩国、德国机器人市场规模分别为2.9万台、2.1万台、2万台,三国市场之和占全球的30.9%,相比2013年的36.3%有所下降。日本机器人制造商国际竞争力强,在全球机器人制造商四大家族中独占两席。

2013年日本、韩国、德国机器人保有量分别为30.4万台、15.6万台、16.8万台。韩国、日本的机器人密度在全球列居前两位,2013年,韩国每万名工人工业机器人拥有量为437台,日本为323台。

相比之下,我国是工业机器人主要的销售国而不是生产国,2015年我国机器人的新增量为6.6万台,其中国产自主品牌工业机器人销量为2.2万台,首次国内市场份额占比超过30%。

◎ 外企加速在我国布局

2015年,各大外资厂商加速在我国的战略布局。国外机器人企业在我国的投资大体呈现两个特征。

一是从借助销售渠道发展到全产业链进入。国外机器人企业一般是从代理销售、提供售后服务(机器人的保养、维护、维修等)和技术支持开始进入我国市场,发展到把生产、研发、工程中心都转移到我国,提供全套系列的机器人系统。例如ABB、安川电机、KUKA、徕斯等。

二是从整机组装深入到关键部件生产。ABB、安川电机等均已在我国建立了生产基地,安川电机在江苏省常州市建设的产业机器人工厂,不仅生产用来组装汽车、搬运、熔接及涂装等机器人,而且涉及附属品、零部件的开发、设计、生产;2015年日本纳博特斯克株式会社与上海机电联合投资,落户武进高新区,计划2016年底投产,年产20万台精密减速机;库卡机器人工程中心签约入驻顺德;ABB在珠海设立全资子公司并开展机器人应用集成业务;安川电机联合美的集团,全面进军中国家电制造市场。

中、美、欧、日机器人技术水平对比

▍当前我国机器人产业发展存在的五个问题

一是自主创新能力不强,尽管我国基本掌握了本体设计制造、控制系统软硬件、运动规划等工业机器人相关技术,但总体技术水平与国外相比,仍存在较大差距;我国缺乏核心及关键技术的原创性成果和创新理念,缺乏面向企业及市场需求的问题依然突出;精密减速器、伺服电机、伺服驱动器、控制器等高可靠性基础功能部件方面的技术差距尤为突出,长期依赖进口。

二是产品以中低端为主,国产工业机器人以中低端产品为主,主要是搬运和上下料机器人,大多为三轴和四轴机器人,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%;来自国外产品的竞争激烈,2015年国产工业机器人在我国销量为2.2万台,在市场总额中占比首次突破30%;外资企业积极扩产,并且从整机组装深入到关键部件生产。

三是企业成本压力大,核心部件长期依赖进口的局面依然难以改变,企业成本压力大,2015年约有75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动超过80%依赖进口,主要来自日本、欧美以及中国台湾地区;关键零部件大量依赖进口,导致国内企业生产成本压力大,比之于外企,国内企业要以高出近4倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服驱动器,企业的盈利能力不容乐观。

四是自主品牌认可度不高,我国机器人市场由外企主导,自主品牌亟须发展壮大,由于用户企业已经习惯使用国外品牌,特别是使用量最大、对设备品质要求最高的汽车和电子工业,导致自主品牌的本体和零部件产品不能尽快投入市场,甚至有成功应用经验的产品也难以实现推广应用;我国工业机器人生产企业规模普遍偏小,九成企业规模在1亿元以下,即使龙头企业沈阳新松2015年销售收入达到了16.9亿元,但与安川、发那科、库卡等销售收入均超过百亿元的外企来比,仍然偏小。

五是行业标准有待进一步规范,我国在机器人方面缺乏行业标准和认证规范,势必造成质低价廉的恶性竞争,企业在设计产品时缺乏统一的物理安全、功能安全、信息安全等规范指标,技术尚未成熟便抢先上市,导致国产机器人产品质量参差不齐;行业进入门槛低,部分企业未找准产品定位便盲目投入,忽略技术研发,产品以组装为主,造成大量低端产能。

▍五项对策建议

一是完善政策扶持体系,在资金、税收、产品销售补贴等方面出台相应的扶持政策,提高国产工业机器人使用率;落实生产企业税收优惠政策;扩充《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,以促进自主品牌工业机器人的研发和应用;研究制定行业应用指导政策;允许成立租赁公司促进小企业对于机器人的使用;鼓励金融资本、风险投资及民间资本参与机器人产业,支持符合条件的企业在海外资本市场直接融资。

二是加大技术研发力度,加快技术研发,突破产业技术瓶颈;针对应用需求,开展工业机器人全生命周期可靠性和制造工艺技术研究,攻克关键零部件技术并实现产业化;充分利用和整合现有资源,继续推进研发平台、应用验证平台和整机及关键部件检测中心的建设工作;建设人工智能、感知、识别、驱动和控制等下一代技术研发平台,同时关注没有被现有机器人技术体系所纳入的如能源、大数据、安全和材料等领域的技术创新。

三是深入开展示范应用,围绕加快发展我国智能制造的需求,推动典型应用示范工程,在汽车、电子、纺织、物流、国防军工、民爆、制药、半导体、食品等行业开展自主品牌工业机器人的应用示范;推进减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的产业化示范应用。

四是集中突破重点产品,以市场需求为导向,集中主要的技术力量和资金,重点突破面向汽车、电子等高端应用领域的2-3种工业机器人,掌握总体技术,并形成规模应用,进而带动我国工业机器人相关零部件生产企业的发展;根据客户多样化的需求特点,选择细分市场推出一些性价比高的产品,逐步抢占国内中小企业用户市场。

五是加强人才队伍建设,切实推进产学研一体化人才培养模式,建立校企联合培养人才的新机制。依托中科院等知名研究机构,通过实施大型合作项目,联合企业培养出从研发、生产、维护到系统集成的多层次技术人才;运用职业培训、职业资格制度,通过实际项目锻炼来培育人才;加强高层次人才引进,吸引海外留学人员回国创新创业。

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