我国能否如期形成较为完善的工业机器人产业体系?(下)

(接上文)

2 孵化8~10个配套产业集群的目标可期

机器人配套产业集群主要聚焦在五个方面:精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器、传感器、末端执行器。《规划》提出,"十三五"期间要在机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器方面取得重大突破,性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,并在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上"。表5是工业机器人核心零部件近年和2020年的市场预测。

我国能否如期形成较为完善的工业机器人产业体系?(下)

近几年,我国工业机器人配套产业在规模化和集群化方面的发展势头喜人。

  • 核心零部件国产化亮点颇多。经多年的积淀,机器人所涉及的核心零部件国内企业全基本上都研制出来了,尽管在技术和质量方面与国外尚有差距,但总体上每一类核心零部件都已形成3~5家种子企业,配套产业集群效应正在逐渐发力,未来大望可期。
  • 减速机是国产化重中之重,有望实现重大突破。机器人里有两种减速器:RV减速机(20kg以上关节)和谐波减速机(20kg以下关节),两者数量比为6 : 4。目前全球减速器市场容量大约100多亿人民币,国内市场约46亿人民币。

RV减速器是工业机器人核心部件,1986年发端于日本,约占本体成本的38%。全球RV减速机主要供应商有日本纳博特斯克、住友,德国ZF,以及斯洛伐克的Spinea四家。纳博特斯克(Nabtesco)规模居首,在全球布局了42家子公司,目前有日本的津工厂(年产能60万台)和纳博特斯克(中国)精密机器有限公司(NPEC)两个制造中心,占世界60%的市场,2018年预计产量84万台,到2020年累计生产量1000万台。

RV减速机是独立机械部件,结构复杂,承载强度高,制造难度大,生产线投资规模大,是核心零部件中最难啃的一块硬骨头。RV的国产化研发于90年代,除了工艺、寿命和精度等的瓶颈外,国内需求侧订货很少制约了RV制造商的成长。随着近几年国内机器人市场爆发式增长,目前有南通振康、秦川机床、中大力德、双环传动等几家批量生产厂家脱颖而出。未来几年,国内市场年销量可望达到50~60万台。2017年南通振康销售1.5万套,2018年预期3万台。有消息说,埃夫特在2018年分别向双环传动和南通振康采购1万套和3000台RV。由上可知,RV减速器国产化有望实现重大突破,不过质和量的同步提升尚需时日。

谐波减速器主要生产商为日本Harmonic Drive,占世界市场的大约15%,产能120万台/年。 浙江绿的公司2003年启动机器人精密谐波减速器开发,国产化产品基本过关,2017年产量约11万台,占国内市场份额的60%,2018产能可达50万台,已拥有较好的品牌知名度和口碑。其他生产商还有中技克美、来福谐波等。

实现减速机国产化是大幅度降低国产工业机器人成本,增加国际市场竞争力的关键,具有重大的意义。

  • 伺服电机、控制器国产化正在发力。2017年中国伺服电机及驱动市场容量52亿,控制器市场8.8亿。

机器人控制器的国产化门槛不很高,有望成为先期突破的核心部件。目前国内较知名的控制器品牌有固高科技、众为兴、埃斯顿、广数等企业,也有一些科研院所。固高科技成立于1999年,经过多年积累,其运动控制器、伺服驱动器、机器视觉等产品已经广泛应用于数控机床、机器人、激光加工设备、印刷机械、包装机械、物流自动化等工控领域。

高端伺服电机以欧美品牌为多,日本产品也不错。整体看,伺服电机国外品牌的选择比较多,价格相对合理。我国对伺服电机的研发可以追溯到上世纪九十年代,科研院所在相关技术方面多有积淀。从表6可知2012年后,随着国内制造业厂商如埃斯顿、广州数控和汇川技术等介入伺服电机产业化,伺服电机的技术和市场进步都很快。

机器人属于高科技产品,其产业链的各个环节保持较高的毛利率。但国产机器人整机则属例外。囿于关键零部件拖累,成本远高于国外(进口RV减速器价格溢出近4~5倍,伺服电机、控制器等关键零部件价格也成倍地高于国内同类产品),如果整机配套采用外国关键零部件,毛利率很可能出现负值,导致市场竞争力下降。

  • 末端执行器和传感器是短板。机器人末端执行器(夹持器和专用工具),以及对提升机器人智能至关重要的传感器目前尚未受到我国产业界的关注。夹持器的通用性比较高,但专用工具需要特殊设计,传感器则是中国突出的短板,大都从国外购入。坦率地说,现阶段能提供机器人自动化的外围设备、工具、传感器的国产供应商少之又少,专业观众在国内机器人产业展览会上很少看到末端执行器和传感器厂商的展位,产品凤毛麟角。这折射出中国工业机器人产业的系统集成应用尚处在较低端的水平,导致国内牵引末端执行器和传感器研发和产业化的动力不足。

德国雄克(SCHUNK)公司为全球最大的夹具、手爪、工具自动交换机构生产商,2003年11月雄克进驻中国。美国ATI工业自动化有限公司也是著名的生产机器人传感器和末端执行器的专业公司,产品包括工具快换装置(Robotics Tool Changer)、毛刺清理工具,六轴力和力矩传感器、防碰撞传感器等。只有涵盖了全系列的末端执行器和传感器配套产品,才意味着中国工业机器人应用有了完整和成熟的产业链。

系统集成应用的水平还很初级。相关的快克股份、智云股份、精测电子、先导智能、赢合科技、诺力股份、山东威达尚处在发展的初期阶段。

3 机器人产业园区喜忧参半

产业园区是机器人本体、核心零部件配套产业集群的重要聚集地,也是地方政府参与机器人产业化的主要战场。2017年7月"机器人网(robot.ofweek.com)"发布了中国机器人产业园区现状的调研统计结果,上海机器人产业园区、昆山高新区机器人产业园区、徐州经济技术开发区机器人产业园、常州机器人智能装备产业园、唐山机器人产业园、固安机器人产业园、天津机器人产业园区、哈尔滨南岗机器人产业园、重庆两江机器人产业园、青岛国际机器人产业园、山东西部智能机器人产业园区、沈抚新城机器人产业基地、沈阳机器人产业园、芜湖国家级机器人产业集聚区、成都机器人产业园区、洛阳机器人智能装备产业园、南京麒麟机器人产业园、张家港机器人产业园、合肥机器人产业园、马鞍山机器人产业集聚区、九江星子机器人产业园、湖南工业机器人产业园、丽水机器人产业基地、晋江智能装备机器人产业园、广州机器人产业集群、深圳南山机器人产业园、深圳市智能机器人产业园、松山湖国际机器人产业基地、顺德机器人产业聚集区、中山机器人产业集聚区等30家榜上有名。由于篇幅所限,在此无法一一列出,有兴趣的读者可以自行上网查询。

产业园区的状况大致可以从所在地、占地面积、主营业务、已有企业和拟招商企业、公共配套服务项目、业绩、计划愿景等几个方面去考察。从中可以了解我国机器人产业园区的概貌。

(1)机器人园区建设的总体布局基本成形

仅2014和2015两年,我国就出台了77项与机器人产业发展相关的政策,产业规划顶层设计的脉络已经比较清晰,有42家机器人产业园区(或产业集聚区或产业基地)应运而生,呈现出五大(东北、华北、华南、珠三角、西南)机器人产业区块的格局。另外,标准化和检验检测认证体系的架构也在陆续构建。从表6可以得知,30家园区中比较优质的园区大约占到三分之一。

(2)鱼龙混杂,喜忧参半

一则以喜,是确有一批优质机器人产业园区。所谓优质园区是指主业方向定位明确,园内企业拥有成熟的主流产品(或产品系列)、销售进入盈利的良性循环、掌握一批自主开发的核心技术,产业链比较完整,人才平台和交易平台基本齐备,并已经取得令人可喜的成绩。

一则以忧,就是也有一批差强人意的园区。随着机器人热的急剧升温,各地政府、投资者、创业公司纷纷涌入,建设机器人产业园区的热情高涨,遍地开花,项目争相上马,唯恐落为人后。一些产业园区动辄占地数百亩,投资数十亿,仓促上马,但往往缺少周密的顶层设计,未制订完整的产业建设规划和论证报告,运营状况乏善可陈。根据前述"机器人网"发布的数据不完全统计,至2020年,全国机器人产业园区占地超过7万余亩,招商进驻机器人企业和智能制造生产厂家2千余家,产值接近5万亿元。这些数据里水分比较大。

(3)园区要避免同质化竞争,提倡差异化发展

2016年初工信部发布,我国机器人企业数量超过800家。其中200多家从事本体制造,但大多数企业规模偏小。中国电子信息产业发展研究院发布的《中国机器人产业发展白皮书(2016版)》称,九成企业销售额在1亿元以下。低端机器人充斥市场,创新沦为口号,"跟风而上,一哄而散",低水平重复和低端产能过剩已现端倪。照此趋势发展下去,我国机器人产业很有可能重蹈风电产业、光伏产业的覆辙,在低端产能上无序扩张,形成泡沫,最后陷入低价低质的恶性竞争,制约产业健康发展。

(4)探索园区发展的新模式

一些产业园区管理部门在发展模式上抱残守缺,面对产业转型和结构调整缺乏创新思维。未摆脱传统批地、拨钱、出厂房、减免税收、给政策等等招商引资的老套路;有些园区实际上只是在原开发区的基础上划出一块地盘用以规划机器人产业。去现场看看就一目了然,一些地县级的产业园区只有空空如野的厂房和写字楼,入驻企业徒有虚名,"只管引鱼,不管养鱼",更不懂如何养鱼。

(5)机器人产业园区不久将迎来大浪淘沙

机器人企业数量和规模急剧扩张的时代已经渐行渐远了。我国的机器人产业在迎来提升质量,增强竞争力,高品质发展的时代。在机器人投资高烧时期,据称我国一度有四十多家机器人产业园区,随着时间的流逝,今天已经有十几家园区销声匿迹了。可以预言,假以时日,我国众多的机器人产业园区中还会有一批难以为继,泥沙俱下,尤其是一些地县级跟风投建的机器人产业园风险更大。今年上半年开始的控制地方新增债务的措施之一是将地方开发区的贷款掐断,一律不准贷款,开发区的日子更难过了。

4产量和产能是两回事

产量和产能是两回事。从上述可知,2020年我国自主品牌工业机器人的产能攀升到10万台/年(其中六轴及以上机器人占一半)应该没有太大的悬念。不算四大家族在华合资企业的产能,单就国内来说,不止三四家企业能够形成1~2万台的年产能。中国的企业,特别是政府,很擅长做扩大产能的事。但是《规划》中的指标是"产量",而非"产能"。而且能纳入产量计算的机器人"产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求"。如所周知,产能是虚的,不代表实际销售业绩,产能落地,最终变成销售量并非易事,只有产能转化为产量,并且销售给用户才是硬道理。而四大家族也不会轻易放弃市场的绝对垄断地位。

类似地,TOP5能否如期在《意见》和《规划》中提出的两突破(机器人高端产品、关键零部件的重大突破)、三提升(机器人质量可靠性、市场占有率、龙头企业竞争力的大幅提升)方面突围达标,虽然都在进行时,但存在相当大的不确定性。

5 高端产品占有率大幅度提升有难度

《意见》和《规划》中规划"高端产品市场占有率提高到45%以上",而且圈定高端产品主要指弧焊机器人、真空机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等六大标志性产品。高端的特征大致是:六个及以上的自由度,高质量、高稳定性、高精度、高运动平滑度,高柔性和灵活性、编程的智能化和用户傻瓜化、本质安全技术等等。从前面的分析可知,近期国产工业机器人实现这个目标有明显的难度。不过可以预期在轻型机器人市场占有率方面会有较大的突破。


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