我國能否如期形成較為完善的工業機器人產業體系?(下)

(接上文)

2 孵化8~10個配套產業集群的目標可期

機器人配套產業集群主要聚焦在五個方面:精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器、傳感器、末端執行器。《規劃》提出,"十三五"期間要在機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器方面取得重大突破,性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平,並在六軸及以上工業機器人中實現批量應用,市場佔有率達到50%以上"。表5是工業機器人核心零部件近年和2020年的市場預測。

我國能否如期形成較為完善的工業機器人產業體系?(下)

近幾年,我國工業機器人配套產業在規模化和集群化方面的發展勢頭喜人。

  • 核心零部件國產化亮點頗多。經多年的積澱,機器人所涉及的核心零部件國內企業全基本上都研製出來了,儘管在技術和質量方面與國外尚有差距,但總體上每一類核心零部件都已形成3~5家種子企業,配套產業集群效應正在逐漸發力,未來大望可期。
  • 減速機是國產化重中之重,有望實現重大突破。機器人裡有兩種減速器:RV減速機(20kg以上關節)和諧波減速機(20kg以下關節),兩者數量比為6 : 4。目前全球減速器市場容量大約100多億人民幣,國內市場約46億人民幣。

RV減速器是工業機器人核心部件,1986年發端於日本,約佔本體成本的38%。全球RV減速機主要供應商有日本納博特斯克、住友,德國ZF,以及斯洛伐克的Spinea四家。納博特斯克(Nabtesco)規模居首,在全球佈局了42家子公司,目前有日本的津工廠(年產能60萬臺)和納博特斯克(中國)精密機器有限公司(NPEC)兩個製造中心,佔世界60%的市場,2018年預計產量84萬臺,到2020年累計生產量1000萬臺。

RV減速機是獨立機械部件,結構複雜,承載強度高,製造難度大,生產線投資規模大,是核心零部件中最難啃的一塊硬骨頭。RV的國產化研發於90年代,除了工藝、壽命和精度等的瓶頸外,國內需求側訂貨很少制約了RV製造商的成長。隨著近幾年國內機器人市場爆發式增長,目前有南通振康、秦川機床、中大力德、雙環傳動等幾家批量生產廠家脫穎而出。未來幾年,國內市場年銷量可望達到50~60萬臺。2017年南通振康銷售1.5萬套,2018年預期3萬臺。有消息說,埃夫特在2018年分別向雙環傳動和南通振康採購1萬套和3000臺RV。由上可知,RV減速器國產化有望實現重大突破,不過質和量的同步提升尚需時日。

諧波減速器主要生產商為日本Harmonic Drive,佔世界市場的大約15%,產能120萬臺/年。 浙江綠的公司2003年啟動機器人精密諧波減速器開發,國產化產品基本過關,2017年產量約11萬臺,佔國內市場份額的60%,2018產能可達50萬臺,已擁有較好的品牌知名度和口碑。其他生產商還有中技克美、來福諧波等。

實現減速機國產化是大幅度降低國產工業機器人成本,增加國際市場競爭力的關鍵,具有重大的意義。

  • 伺服電機、控制器國產化正在發力。2017年中國伺服電機及驅動市場容量52億,控制器市場8.8億。

機器人控制器的國產化門檻不很高,有望成為先期突破的核心部件。目前國內較知名的控制器品牌有固高科技、眾為興、埃斯頓、廣數等企業,也有一些科研院所。固高科技成立於1999年,經過多年積累,其運動控制器、伺服驅動器、機器視覺等產品已經廣泛應用於數控機床、機器人、激光加工設備、印刷機械、包裝機械、物流自動化等工控領域。

高端伺服電機以歐美品牌為多,日本產品也不錯。整體看,伺服電機國外品牌的選擇比較多,價格相對合理。我國對伺服電機的研發可以追溯到上世紀九十年代,科研院所在相關技術方面多有積澱。從表6可知2012年後,隨著國內製造業廠商如埃斯頓、廣州數控和匯川技術等介入伺服電機產業化,伺服電機的技術和市場進步都很快。

機器人屬於高科技產品,其產業鏈的各個環節保持較高的毛利率。但國產機器人整機則屬例外。囿於關鍵零部件拖累,成本遠高於國外(進口RV減速器價格溢出近4~5倍,伺服電機、控制器等關鍵零部件價格也成倍地高於國內同類產品),如果整機配套採用外國關鍵零部件,毛利率很可能出現負值,導致市場競爭力下降。

  • 末端執行器和傳感器是短板。機器人末端執行器(夾持器和專用工具),以及對提升機器人智能至關重要的傳感器目前尚未受到我國產業界的關注。夾持器的通用性比較高,但專用工具需要特殊設計,傳感器則是中國突出的短板,大都從國外購入。坦率地說,現階段能提供機器人自動化的外圍設備、工具、傳感器的國產供應商少之又少,專業觀眾在國內機器人產業展覽會上很少看到末端執行器和傳感器廠商的展位,產品鳳毛麟角。這折射出中國工業機器人產業的系統集成應用尚處在較低端的水平,導致國內牽引末端執行器和傳感器研發和產業化的動力不足。

德國雄克(SCHUNK)公司為全球最大的夾具、手爪、工具自動交換機構生產商,2003年11月雄克進駐中國。美國ATI工業自動化有限公司也是著名的生產機器人傳感器和末端執行器的專業公司,產品包括工具快換裝置(Robotics Tool Changer)、毛刺清理工具,六軸力和力矩傳感器、防碰撞傳感器等。只有涵蓋了全系列的末端執行器和傳感器配套產品,才意味著中國工業機器人應用有了完整和成熟的產業鏈。

系統集成應用的水平還很初級。相關的快克股份、智雲股份、精測電子、先導智能、贏合科技、諾力股份、山東威達尚處在發展的初期階段。

3 機器人產業園區喜憂參半

產業園區是機器人本體、核心零部件配套產業集群的重要聚集地,也是地方政府參與機器人產業化的主要戰場。2017年7月"機器人網(robot.ofweek.com)"發佈了中國機器人產業園區現狀的調研統計結果,上海機器人產業園區、崑山高新區機器人產業園區、徐州經濟技術開發區機器人產業園、常州機器人智能裝備產業園、唐山機器人產業園、固安機器人產業園、天津機器人產業園區、哈爾濱南崗機器人產業園、重慶兩江機器人產業園、青島國際機器人產業園、山東西部智能機器人產業園區、沈撫新城機器人產業基地、瀋陽機器人產業園、蕪湖國家級機器人產業集聚區、成都機器人產業園區、洛陽機器人智能裝備產業園、南京麒麟機器人產業園、張家港機器人產業園、合肥機器人產業園、馬鞍山機器人產業集聚區、九江星子機器人產業園、湖南工業機器人產業園、麗水機器人產業基地、晉江智能裝備機器人產業園、廣州機器人產業集群、深圳南山機器人產業園、深圳市智能機器人產業園、松山湖國際機器人產業基地、順德機器人產業聚集區、中山機器人產業集聚區等30家榜上有名。由於篇幅所限,在此無法一一列出,有興趣的讀者可以自行上網查詢。

產業園區的狀況大致可以從所在地、佔地面積、主營業務、已有企業和擬招商企業、公共配套服務項目、業績、計劃願景等幾個方面去考察。從中可以瞭解我國機器人產業園區的概貌。

(1)機器人園區建設的總體佈局基本成形

僅2014和2015兩年,我國就出臺了77項與機器人產業發展相關的政策,產業規劃頂層設計的脈絡已經比較清晰,有42家機器人產業園區(或產業集聚區或產業基地)應運而生,呈現出五大(東北、華北、華南、珠三角、西南)機器人產業區塊的格局。另外,標準化和檢驗檢測認證體系的架構也在陸續構建。從表6可以得知,30家園區中比較優質的園區大約佔到三分之一。

(2)魚龍混雜,喜憂參半

一則以喜,是確有一批優質機器人產業園區。所謂優質園區是指主業方向定位明確,園內企業擁有成熟的主流產品(或產品系列)、銷售進入盈利的良性循環、掌握一批自主開發的核心技術,產業鏈比較完整,人才平臺和交易平臺基本齊備,並已經取得令人可喜的成績。

一則以憂,就是也有一批差強人意的園區。隨著機器人熱的急劇升溫,各地政府、投資者、創業公司紛紛湧入,建設機器人產業園區的熱情高漲,遍地開花,項目爭相上馬,唯恐落為人後。一些產業園區動輒佔地數百畝,投資數十億,倉促上馬,但往往缺少周密的頂層設計,未制訂完整的產業建設規劃和論證報告,運營狀況乏善可陳。根據前述"機器人網"發佈的數據不完全統計,至2020年,全國機器人產業園區佔地超過7萬餘畝,招商進駐機器人企業和智能製造生產廠家2千餘家,產值接近5萬億元。這些數據裡水分比較大。

(3)園區要避免同質化競爭,提倡差異化發展

2016年初工信部發布,我國機器人企業數量超過800家。其中200多家從事本體制造,但大多數企業規模偏小。中國電子信息產業發展研究院發佈的《中國機器人產業發展白皮書(2016版)》稱,九成企業銷售額在1億元以下。低端機器人充斥市場,創新淪為口號,"跟風而上,一鬨而散",低水平重複和低端產能過剩已現端倪。照此趨勢發展下去,我國機器人產業很有可能重蹈風電產業、光伏產業的覆轍,在低端產能上無序擴張,形成泡沫,最後陷入低價低質的惡性競爭,制約產業健康發展。

(4)探索園區發展的新模式

一些產業園區管理部門在發展模式上抱殘守缺,面對產業轉型和結構調整缺乏創新思維。未擺脫傳統批地、撥錢、出廠房、減免稅收、給政策等等招商引資的老套路;有些園區實際上只是在原開發區的基礎上劃出一塊地盤用以規劃機器人產業。去現場看看就一目瞭然,一些地縣級的產業園區只有空空如野的廠房和寫字樓,入駐企業徒有虛名,"只管引魚,不管養魚",更不懂如何養魚。

(5)機器人產業園區不久將迎來大浪淘沙

機器人企業數量和規模急劇擴張的時代已經漸行漸遠了。我國的機器人產業在迎來提升質量,增強競爭力,高品質發展的時代。在機器人投資高燒時期,據稱我國一度有四十多家機器人產業園區,隨著時間的流逝,今天已經有十幾家園區銷聲匿跡了。可以預言,假以時日,我國眾多的機器人產業園區中還會有一批難以為繼,泥沙俱下,尤其是一些地縣級跟風投建的機器人產業園風險更大。今年上半年開始的控制地方新增債務的措施之一是將地方開發區的貸款掐斷,一律不準貸款,開發區的日子更難過了。

4產量和產能是兩回事

產量和產能是兩回事。從上述可知,2020年我國自主品牌工業機器人的產能攀升到10萬臺/年(其中六軸及以上機器人佔一半)應該沒有太大的懸念。不算四大家族在華合資企業的產能,單就國內來說,不止三四家企業能夠形成1~2萬臺的年產能。中國的企業,特別是政府,很擅長做擴大產能的事。但是《規劃》中的指標是"產量",而非"產能"。而且能納入產量計算的機器人"產品性能和質量達到國際同類水平,關鍵零部件取得重大突破,基本滿足市場需求"。如所周知,產能是虛的,不代表實際銷售業績,產能落地,最終變成銷售量並非易事,只有產能轉化為產量,並且銷售給用戶才是硬道理。而四大家族也不會輕易放棄市場的絕對壟斷地位。

類似地,TOP5能否如期在《意見》和《規劃》中提出的兩突破(機器人高端產品、關鍵零部件的重大突破)、三提升(機器人質量可靠性、市場佔有率、龍頭企業競爭力的大幅提升)方面突圍達標,雖然都在進行時,但存在相當大的不確定性。

5 高端產品佔有率大幅度提升有難度

《意見》和《規劃》中規劃"高端產品市場佔有率提高到45%以上",而且圈定高端產品主要指弧焊機器人、真空機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六大標誌性產品。高端的特徵大致是:六個及以上的自由度,高質量、高穩定性、高精度、高運動平滑度,高柔性和靈活性、編程的智能化和用戶傻瓜化、本質安全技術等等。從前面的分析可知,近期國產工業機器人實現這個目標有明顯的難度。不過可以預期在輕型機器人市場佔有率方面會有較大的突破。


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