国内机器人系统集成产业发展现状 国内典型机器人系统集成商

2020-09-14 09:17:48

来源:机械工程与自动化

作者:唱荣蕾  闫建伟  唐树峰  李洋  刘震  王兆峻

关键字:机器人  系统集成

通过对机器人整体产业、规模以及所处行业环境进行简述,结合中国制造业的实际情况,分析国产机器人系统集成产业的发展现状,再针对国内典型系统集成商进行调研,列举出优秀集成商代表,最后预测并展望了国内机器人集成产业的发展趋势,可知机器人系统集成产业会成为中国智能制造业的重要推动力量。

1 机器人系统集成产业概述

一个完整机器人系统的调试开发即机器人的系统集成。从机器人系统集成整个产业看,目前机器人主要应用于汽车制造业及其零部件制造业、食品与药品行业、机械加工行业、家具制造业、电子电气行业、塑料与橡胶行业以及木材加工行业等。随着全球制造业产能自动化水平的提升,特别是中国制造业的升级,估计2017年全球工业机器人销量会达到25万台,年复合增长率为9.5%。从2013年至2017年,包含本体和集成在内的全球工业机器人市场,年复合增长率约为11%,预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。

中国国内经济下行,实体制造业将面临一系列的产业结构升级调整,结合国家提出的中国制造强国国家发展战略,高端智能化制造逐渐成为振兴中国制造业的一个重要手段。放眼全球,智能制造业已然成为各国竞争的一个制高点。

所以,工业机器人系统集成产业的发展,不论是在国内还是在国际上都迎来了一个快速发展时期。美国的“工业互联网”、德国的“工业4.0”、中国的中国制造强国战略,这些发展战略的提出,其目的都是要提升本国智能制造的水平,而智能制造的核心就在于机器人系统的集成产业。

2 国内机器人系统集成产业发展现状

由于市场发展稳定以及人口红利逐渐缩水,中国已成为世界第一大工业机器人需求国,同时随着我国产业结构调整升级的不断深入和国际制造业中心向中国的转移,我国的机器人市场将会进一步加大,市场扩展的速度也会进一步提高。根据中投顾问产业研究中心预测,2020年机器人本体市场规模可达276亿左右,集成系统市场规模则有望接近830亿元,未来几年年均增速可达20%。在国内机器人集成产业迅速发展的背景下,由于国内经济发展的一些特点,存在一些不利因素严重制约着机器人产业向集约化、规模化方向发展,具体如下:

(1)国内机器人集成产业表现为需求量大,对相关行业工艺不熟悉,易形成技术壁垒。由于工业种类繁多,机器人要求多样,导致国内系统集成项目大多是非标准化的,不容易形成规模化、产业化,使研发成本增高,严重制约着国内系统集成企业的发展。而机器人系统如果针对某一行业进行系统集成,那么集成商必须了解该行业的工艺过程,技术壁垒形成后,集成商可依靠该行业生存,但是要跨行业拓展业务,打破行业势力范围是很难的。所以现阶段国内的系统集成商多数都是针对某一行业。

(2)集成商之间的恶性竞争将导致出现一系列资金不足、人才流失等问题。一方面,系统集成商之间抄袭、模仿以及在竞标中恶意降低价格,将会使系统集成商项目利润减少,项目回款一旦出现问题,就会出现资金周转困难,而系统集成中许多产品都是外购件,资金一旦无法及时给付,采购周期就会增加,项目也会拖延;另一方面,系统集成需要专业的研发、管理、调试、销售人才,而集成商之间互相挖角专业人才,使行业内人员流动频繁,系统集成行业很难得到健康持续的发展。

(3)三大核心零部件减速器、伺服系统和控制器与国外同类产品相比有很大差距。在减速器领域,日本的哈默纳科和纳博特斯克(帝人)分别在国内谐波减速器、RV减速器市场中具有很高的占有率。而国内伺服系统的前三位也被日本的松下、安川和三菱把持。

至于控制器方面,四大家族ABB、KUKA、Fanuc和Yaskawa都有自产的控制器。所以,国内机器人厂商在核心零部件的研发和市场推广方面任重而道远。

3 国内典型机器人系统集成商

随着机器人产业在国内兴起,系统集成商也如雨后春笋般的成长,据高工产研机器人研究所(GGII)统计数据显示,2016年中国工业机器人系统集成企业有1000多家,企业中营收规模超过1亿元的仅40家-50家,绝大部分企业系统集成业务营收不超过3000万元。总结国内集成商的发展特点,将其分为以下几种:

(1)传统系统集成商,一般不进行机器人本体的研发,是一些大型本体企业或者集成商的下游代理商,具有项目集成能力,规模比较小,业务局限于某个领域,这类机器人企业是国内最典型的系统集成商。

(2)依托科研院所成立的机器人企业,其科研能力突出,人才储备有着天然的优势,称得上国内机器人企业的翘楚。其代表为沈阳新松机器人自动化股份有限公司,新松隶属于中国科学院,是中国第一家机器人公司,产研结合,实力雄厚。

(3)数控机床产领域向机器人集成产业进行业务拓展的企业,代表厂商有华中数控和广州数控。依靠先进的数控技术和强大的生产能力,华中数控和广州数控这类集成商在机器人核心零部件的研发和生产方面优势巨大。

(4)一些小而精的系统集成商,由于业务能力突出,而被上市企业并购。连硕自动化、上海明匠两家机器人系统集成商先后被上市企业徐州海伦哲和黄河旋风全资收购。凭借上市公司强大的融资能力,该类系统集成商在资金周转方面获得强有力的支持。

(5)从其他生产领域自主跨界转型成机器人系统集成商,在转型过程中,企业会肩负巨大的压力。佛山利迅达机器人就是从不锈钢产业跨界而来,2009年与意大利INTEC机器人达成了战略合作协议,通过两年不间断的投入,于2011年转型成功,成为佛山机器人的代表。

4 国内机器人系统集成的发展趋势

基于国内机器人行业的多样化,中国的机器人产业同时也进入了战国模式,针对3C、工业、医疗、服务等各个领域,都会有成百上千的系统集成商,而各集成商针对自己擅长的领域,不断开发新的先进集成系统。

从系统集成产业的规模和发展方向分析,行业竞争的加剧会淘汰一批规模小、水平低的集成商,同时一些大的系统集成企业也会利用自己的资源优势吞并一部分小而精的厂家,所以在市场经济的调配下,机器人集成产业面临一番整合;而系统集成产业也将会打破汽车行业一家独大的格局,向其他行业延伸并细化,这就要求系统集成商能够掌握更多的行业工艺以适应行业发展的需要。

从机器人性能及研发角度分析,未来的机器人技术将在通信、感知、处理、移动、意识、操作这六个方面突破,很多场景由机器人自主判断,不需要高级的技术人员操作,实现智能化;机械结构向模块化、可重构化方向发展,使机器人的装配实现模块化;机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化,大大提高了系统的可靠性;积极研发人机交互技术,使机器人能够进入普通人生活,成为与人类相适应的友好、智能、自然的“人类助手”。

展望机器人集成系统的发展前景,数字化工厂将大大提高系统集成的生产效率,通过运用信息化和数字化手段,贯通从设计到生产制造的各个环节,降低各个环节不确定性因素带来的影响,缩短产品研发周期,提高产品的可靠性和成功率。数字化工厂的系统集成不仅包括硬件设备集成,还包括软件系统的设计。数字化工厂的研发设计对系统集成商提出了一个新的挑战,同时也提供了一系列机会。

5 总结

机器人系统集成板块处于整个机器人产业链的下游应用端,其职能是为终端客户提供解决方案,虽然由于诸多因素使机器人集成产业发展遇到了一些阻碍,但是国内还是涌现出了许多优秀的机器人系统集成商,凭借国家的政策扶持以及市场化运作,机器人系统集成产业将会有一个广阔的市场前景,成为中国智能制造发展战略的一个重要拼图。

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