2016年,我國機器人行業依然保持穩定增長態勢。據統計,截止9月份,我國機器人企業數量增至4325家,增幅為12.58%;全國省市地區也由原來的“北上廣”擴散至大江南北。
然而由于國產核心零部件的缺失嚴重抬高國內工業機器人成本,國產機器人受外資品牌擠壓的形勢依舊嚴峻。據悉,多軸工業機器人的成本構成中,機械本體約占22%;伺服系統約占24%;減速器系統約占36%;控制系統約占12%;其他外設約占6%。
總體上,當前國內機器人仍然處于低級階段,主要是運用在一些比較低端的作業方式,技術含量不高,而核心零部件的進口替代依然是機器人產業取得進一步發展的關鍵所在。
毋庸置疑的是,因為核心零部件的進口替代空間大,而機器人市場又呈現了穩定增長的態勢,未來國產機器人核心零部件的市場前景不容小覷。
作為機器人的大腦,控制器有望在2020年市場規模達12億元;而我國工業機器人用伺服系統到2020年市場規模將達47億元左右,未來五年復合增長率約為35%;作為國內外差距最大的核心零部件,2020年我國工業機器人減速器市場規模將超過40億元。
為了補齊國產機器人的“短板”,國產的核心零部件企業也在積極探索中。
機器人專用核心零部件的研發和定制
機器人專用核心零部件和通用型的核心零部件在某些功能和性能的要求上其實是有細微差異的,但是目前很多國產的機器人企業都是購買通用型產品,在功能性能上并沒有專為機器人行業的應用情況進行優化。這也是導致國產機器人在運動性能上與國外機器人有一定差距的原因。
據悉,機器人用的伺服電機需要高速、高精度、高可靠性,目前國產的伺服電機只能滿足焊接機器人的要求。而減速器和伺服電機的情況類似,與通用減速器相比,機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。
國內很多的核心零部件企業并不是一開始就針對機器人市場,因此,很多產品都是屬于通用型的,對于機器人專用核心零部件的研發缺乏技術積累和經驗基礎,因此,如何針對機器人市場的特點研發出性能更好的核心零部件是近兩年國產核心零部件企業需要首先攻破的難關。
值得一提的是,定制化不僅僅是整個機器人行業的發展趨勢,在核心零部件中,定制化需求同樣迫切。縱觀機器人行業的主流廠商,其所有的核心零部件大都是與供應商合作開發的定制化產品。
對于機器人用諧波減速機,北京中技克美總經理孫立敏指出機器人和機器人是不一樣的,需要量身定做諧波減速機,在這個過程中,需要先了解機器人是干什么用的,比如它是搬運的,那么它就需要很大的負載能力,比如它是焊接的,就需要很大的精度。
而在伺服系統方面,清能德創總經理湯小平表示因為機器人是一個系統工程,并不是設計好外形,配上電控系統就可以正常工作的。機器人從動力學模型,機械設計,電控系統選項等各個環節的設計,對最終的系統性能都會產生影響,因此在選擇核心零部件時,機器人整機廠商最好能與零部件供應商一起,進行合作開發,才能開發出更好地整機產品。
核心零部件擺脫低端困局,沖刺高端
“產業結構層次較低”已成為工業機器人產業發展過程中亟待突破的“瓶頸”。而高性能核心零部件的進口替代不足是這一“瓶頸”難突破的關鍵。
在國內,目前能實現高精度精密減速機量產的企業寥寥無幾;而國產的伺服電機也主要是運用在一些小功率的機器人上面;控制系統領域因為核心算法以及二次開發技術的差距也導致國產機器人控制器無法擠進高端市場。
山龍智控總經理李柏義表示目前SCARA機器人的控制系統已經基本上國產化,六關節機器人在搬運碼垛等精度要求不高的場合也已開始逐步使用國產系統。只有在復雜精密軌跡控制比如焊接,噴涂等應用上,國外產品依然占據很大優勢,國產控制器還需要較長的一段路要走,大概還有3-5年的時間才能達到國外的水平。
“自國家開展863計劃至今,在中國機器人高剛性、高精密關節減速器領域,中國本土仍然沒有一家可以生產替代進口精密關節減速器的企業。”上海力克精密董事長陳幼禮則更直接的指出。
而在伺服系統上,新時達機器人有限公司的市場部經理張鎮奎則認為,國產伺服系統需要在更大功率的機器人上下功夫,需要更高性能和高精度的伺服系統來承載高負載量機器人的運作。
因此,如何在高性能的核心零部件研發上面實現技術突破,沖破國產核心零部件低端應用的困境,讓高端核心零部件實現商品化和批量生產,是目前國產核心零部件制造商“破頸”的“必修功力”。
另辟蹊徑:國產核心零部件尋求差異化競爭之路
高工機器人產業研究院院長張小飛博士指出,從機器人整個產業來看,企業的差異化競爭以及技術創新才是國產機器人企業的出路。而這一訴求在國產核心零部件企業中尤為突出。
和國產機器人一樣,國產的核心零部件企業也面臨著同質化的問題,缺乏核心技術,產品的創新能力低,只能靠不斷的模仿和借鑒國外企業的技術和經驗,因此缺乏顛覆性的產品。
來福諧波董事長張杰表示,目前中國的減速器研發能力的確比較弱,更多是將國外的減速機產品拿到國內,然后把尺寸改一改,連接方式改一改,沒有根本性的去開發核心零部件產品。
而在市場的競爭中,差異化不僅僅體現在產品創新上面,還體現在新市場的開發,對于在一些國外品牌已經占據絕對優勢的應用市場,國產的核心零部件企業要想進入很艱難,但是對于一些外資品牌沒有涉入的領域,國產核心零部件還是有很多機會的。
英威騰智控總經理張煒表示在中國機器人控制器市場上,有很多企業對控制器的規格、性能等方面的要求較特殊,但早期其生產的量又不大,在這一塊國外企業是不愿意去觸碰的,而這恰恰就是國產控制器企業的機會所在。
國產機器人本體和核心零部件企業抱團前進
除了產品本身性能和穩定性差異外,國產的核心零部件在進口替代上面還需突破品牌認可和應用難關。在這個過程中,需要國產機器人本體制造商和核心零部件廠商共同的努力。
蘇州綠的諧波副總經理李謙表示從近幾年看,國產核心零部件遇到最大的問題是客戶對產品的認可度問題。由于國內制造業給人一種底端、廉價、品質差的印象。所以產品在推廣的過程中不大受國內客戶的認可。
國產核心零部件品牌之殤,是由來已久的歷史問題,要讓機器人本體企業改變對國產核心零部件固有的觀念,首先必須要讓他們知道國產的核心零部件其實并沒有大家認為的那么不堪一擊。
禾川科技董事長王項彬指出現在國內的產品工藝上其實已經提升了很多,可以說已經非常接近國際的水平,甚至在某些領域,國內的品牌已經達到了國際的水平。
而通過提供貼心的周邊服務以及行業的個性化定制應用,國產的品牌能夠占據更多的優勢。“因為國人當然會比較了解中國的市場,如果用心去做,就能夠體會并挖掘出客戶的需求,不僅僅是眼前的急需,更是將來的行業趨勢。”王項彬進一步指出。
在破除品牌認可的基礎上,可以實現國產機器人企業的深度合作,雙環傳動研究院院長張靖認為國產的機器人本體企業和核心零部件必須要捆綁在一起,否則沒法成長。“中國機器人不用自己的減速器、中國客戶不用中國的機器人,那么市場叫的再歡也沒用,因為沒有大的市場量來支撐都是空談。”
張杰也表示國內機器人行業技術還沒有成熟的情況下,已經進入了價格戰的地步,這個對于一個新興行業而言并不是一個好現象。未來來福諧波將會和越來越多的機器人企業深度合作,抱團發展將是走出這個困局最好的辦法。
從產品的角度來看,一方面不斷研發出適合機器人使用的專用的核心零部件以及定制化核心零部件,一方面通過提高核心零部件的性能來沖刺高端應用領域是國產核心零部件企業突圍必須修煉的“內功”。
除此之外,國產的核心零部件在不斷追趕國外品牌的同時,還應該具備更多的創新意識,在追趕和借鑒的同時,結合國內機器人市場能夠有創造性的產品出現。
而從市場的角度來看,作為機器人全產業鏈上的關鍵環節,國產核心零部件企業應該和本體企業甚至是系統集成商一道就機器人應用需要解決的核心零部件問題展開廣泛的合作,在這個過程中,國內的機器人企業首先應該打破對國產品牌的不信任,而通過不斷的磨合,國產機器人企業間可以達成更加具備競爭優勢的“默契”。
在尋求廣泛合作的基礎上,國產核心零部件廠商可以針對國內的機器人市場,挖掘出更多的新需求。