工業(yè)機器人系統集成現狀分析
發(fā)布時(shí)間:2017/03/15
目前中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化的模式與美國接近,即本身生產(chǎn)的機器人較少,眾多企業(yè)集中于機器人系統集成這一塊。其中原因是工業(yè)機器人關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)主要掌握在幾家國際巨頭手中,機器人本體生產(chǎn)成本過(guò)高。
一、機器人系統集成介紹
1、機器人工業(yè)化模式
工業(yè)機器人系統集成商處于機器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游應用端,為終端客戶(hù)提供應用解決方案,其負責工業(yè)機器人應用二次開(kāi)發(fā)和周邊自動(dòng)化配套設備的集成,是工業(yè)機器人自動(dòng)化應用的重要組成。只有機器人本體是不能完成任何工作的,需要通過(guò)系統集成之后才能為終端客戶(hù)所用。
相較于機器人本體供應商,機器人系統集成供應商還要具有產(chǎn)品設計能力、對終端客戶(hù)應用需求的工藝理解、相關(guān)項目經(jīng)驗等,提供可適應各種不同應用領(lǐng)域的標準化、個(gè)性化成套裝備。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看,機器人本體(單元)是機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎,而下游系統集成則是機器人商業(yè)化、大規模普及的關(guān)鍵。本體產(chǎn)品由于技術(shù)壁壘較高,有一定壟斷性,議價(jià)能力比較強,毛利較高。而系統集成的壁壘相對較低,與上下游議價(jià)能力較弱,毛利水平不高,但其市場(chǎng)規模要遠遠大于本體市場(chǎng)。
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中,可以歸納為三種不同的發(fā)展模式,即日本模式、歐洲模式和美國模式。
日本模式:各司其職,分層面完成交鑰匙工程。即機器人制造廠(chǎng)商以開(kāi)發(fā)新型機器人和批量生產(chǎn)優(yōu)良產(chǎn)品為主要目標,并由其子公司或社會(huì )上的工程公司來(lái)設計制造各行業(yè)所需要的機器人成套系統,并完成交鑰匙工程;
歐洲模式:一攬子交鑰匙工程。即機器人的生產(chǎn)和用戶(hù)所需要的系統設計制造,全部由機器人制造廠(chǎng)商自己完成;
美國模式:采購與成套設計相結合。美國國內基本上不生產(chǎn)普通的工業(yè)機器人,企業(yè)需要時(shí)機器人通常由工程公司進(jìn)口,再自行設計、制造配套的外圍設備,完成交鑰匙工程中國與美國類(lèi)似,機器人公司集中在機器人系統集成領(lǐng)域。
目前,國內的機器人企業(yè)多為系統集成商。根據國際經(jīng)驗來(lái)看,國內的機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展更接近于美國模式,即以系統集成為主,單元產(chǎn)品外購或貼牌,為客戶(hù)提供交鑰匙工程。與單元產(chǎn)品的供應商相比,系統集成商還要具有產(chǎn)品設計能力、項目經(jīng)驗,并在對用戶(hù)行業(yè)深刻理解的基礎之上,提供可適應各種不同應用領(lǐng)域的標準化、個(gè)性化成套裝備。
中國機器人市場(chǎng)基礎低、市場(chǎng)大。中國機器人產(chǎn)業(yè)化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式。即美國模式(集成)-日本模式(核心技術(shù))-德國模式(分工合作)。
2、工業(yè)機器人集成產(chǎn)業(yè)應用方向
機器人本體是系統集成的中心,必須與行業(yè)應用相結合。系統集成是對機器人本體的二次開(kāi)發(fā),機器人本體的性能決定了系統集成的水平。國際品牌出于對本體的理解,更清楚怎樣去做整合來(lái)充分發(fā)揮功能達到客戶(hù)的需求。所以系統集成還是以國際品牌為核心,市場(chǎng)大小也是按汽車(chē)、3C電子、金屬加工、物流等這樣技術(shù)要求高、自動(dòng)化程度高的行業(yè)向技術(shù)要求較低、自動(dòng)化程度較低的行業(yè)排列。
機器人下游用戶(hù)可以按照行業(yè)分為:汽車(chē)工業(yè)行業(yè)和一般工業(yè)行業(yè)。
汽車(chē)行業(yè)自動(dòng)化程度已經(jīng)比較高。大部分外資整車(chē)廠(chǎng)商的生產(chǎn)線(xiàn)標準及機器人選型是全球統一的。國產(chǎn)機器人難有機會(huì )。而在目前國產(chǎn)機器人技術(shù)尚未完全成熟的情況下,國產(chǎn)整車(chē)廠(chǎng)也不敢貿然使用國產(chǎn)機器人完成重要工位的自動(dòng)化操作。
整車(chē)廠(chǎng)跟機器人供應商往往有著(zhù)一二十年的穩定關(guān)系。如大眾用KUKA和FANUC,寶馬奔馳等德系用KUKA,通用主要是FANUC,菲亞特用柯馬,白車(chē)身和沖壓線(xiàn)主要是ABB,涂裝主要是德國杜爾,豐田本田等日系用安川、川崎等日資品牌,現代起亞只用現代等。對于汽車(chē)這種資金、技術(shù)密集型大工業(yè)來(lái)說(shuō),穩定性是首要的,定下來(lái)的標準不會(huì )輕易改變。主要零部件廠(chǎng)為保持一致性,也會(huì )優(yōu)先考慮整車(chē)廠(chǎng)使用的機器人品牌。
汽車(chē)是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),整車(chē)廠(chǎng)在長(cháng)期使用機器人的過(guò)程中也形成了自己的規則和標準。技術(shù)要求高且要契合車(chē)廠(chǎng)的標準,對系統集成商來(lái)說(shuō),構成了較高的準入門(mén)檻。多數國內集成商主要還是做一些分包或者不太重要的項目,少數已經(jīng)入圍的系統集成商獲得了先發(fā)優(yōu)勢。
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)系統集成對資金要求高。汽車(chē)項目普遍周期較長(cháng),從方案設計、安裝調試到交鑰匙往往需要半年或者一年以上,需要投入大量的人力成本。整車(chē)廠(chǎng)也按照項目周期采取分批付款的方式,361或3331較為普遍,集成商采購配套的設施卻往往需要款到發(fā)貨或者貨到付款。對系統集成商來(lái)說(shuō)流動(dòng)資金是比較大的壓力,缺乏資金實(shí)力難以承接汽車(chē)項目。
對比機器人密度,中國汽車(chē)行業(yè)機器人密度為281,而非汽車(chē)行業(yè)僅為14。與其他國家相比,中國汽車(chē)行業(yè)的機器人密度為臺灣的1/2,德國的1/4。但中國非汽車(chē)行業(yè)的機器人密度為臺灣的1/9,德國的1/11。故非汽車(chē)行業(yè)的潛能巨大。
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集成國內企業(yè)難以進(jìn)入,3C行業(yè)系統集成是機會(huì )。約80%的國內機器人企業(yè)集中在系統集成領(lǐng)域。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)格局穩定,面臨商務(wù)關(guān)系、技術(shù)和資金三重壁壘,國內企業(yè)難以進(jìn)入。但在其他行業(yè),尤其是3C行業(yè),國內系統集成企業(yè)具有優(yōu)勢:中國是全球較大的3C制造基地,自動(dòng)化升級需求強勁,有望超過(guò)汽車(chē)行業(yè)成為大機器人市場(chǎng);3C行業(yè)機器人應用多樣,外資品牌難以復制在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗,國內企業(yè)已實(shí)現部分反超,是拉近差距的好機會(huì )。
一般工業(yè)中按照行業(yè)分類(lèi)又可以分為食品飲料,石化,金屬加工,醫藥,3C,塑料,白家電、煙草等。
一般工業(yè)中按照應用分為焊接、機床上下料、物料搬運碼垛、打磨、噴涂、裝配等。
以噴涂應用為例:噴漆作業(yè)本身的作業(yè)環(huán)境惡劣、對噴漆工人技術(shù)熟練的高要求以及80、90后們對工作的可選擇性大等一系列的原因,使得噴涂相關(guān)的作業(yè)人員招工成為難題。利用噴涂機器人進(jìn)行噴涂作業(yè),除了重復精度高,工作效率高外,還能使工人從惡劣的工作環(huán)境中解放出來(lái)。
噴涂機器人已在噴涂領(lǐng)域引起廣泛的重視,并且使用范圍越來(lái)越廣,從開(kāi)始的汽車(chē)整車(chē)車(chē)身制造,應用拓展到汽車(chē)儀表、電子電器、搪瓷等領(lǐng)域。
高工產(chǎn)研機器人研究院(GGII)統計數據顯示,2015年國產(chǎn)噴涂系統集成市場(chǎng)規模達到22.3億元,同比增長(cháng)39.1%。
3、工業(yè)機器人集成產(chǎn)業(yè)規模
在工業(yè)機器人領(lǐng)域,中國企業(yè)目前主要的競爭優(yōu)勢在系統集成方面,中國80%的機器人企業(yè)都集中在該領(lǐng)域,隨著(zhù)系統集成商圍繞機器人做整線(xiàn)集成,機器人等專(zhuān)用設備和電氣原件等的價(jià)格逐年下調,國內企業(yè)憑性?xún)r(jià)比和服務(wù)優(yōu)勢逐漸形成替代進(jìn)口,市場(chǎng)份額穩步上升,現在已經(jīng)占據了一半的市場(chǎng),留給中國企業(yè)的機會(huì )越來(lái)越多。
在過(guò)去的產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,政府或企業(yè)都沒(méi)能對系統集成應用引起重視,但這恰恰是智能制造中非常重要的一環(huán),現在越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始意識到了其在獲取客戶(hù)、品牌推廣中的重要性,應用市場(chǎng)逐漸被喚醒。
在補貼政策的刺激下,工業(yè)機器人應用市場(chǎng)擴展迅速。汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)是機器人應用體量較大的行業(yè),占比超過(guò)40%,但是隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)增速放緩,沖壓、焊裝、涂裝、總裝等集成應用愈發(fā)普及,汽車(chē)集成系統已經(jīng)逐漸走向紅海市場(chǎng),但是在3C、物流自動(dòng)化等領(lǐng)域依舊是一片藍海。
工業(yè)機器人和系統集成是中國工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展方向。為推動(dòng)制造業(yè)升級,實(shí)現自動(dòng)化、智能化,國家高度重視機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從研發(fā)、采購、應用推廣等方面提供政策資金支持,但機器人無(wú)論多么優(yōu)良也繞不開(kāi)系統集成企業(yè)。應用集成系統的研發(fā),是機器人產(chǎn)業(yè)鏈上利潤高也是技術(shù)門(mén)檻高的環(huán)節,近年來(lái),隨著(zhù)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的火速升溫,機器人系統集成行業(yè)也逐年升溫,備受追捧。
集成系統以零配件和工業(yè)機器人為基礎,是未來(lái)企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加市場(chǎng)競爭力的主要方式之一。一般情況下,系統集成市場(chǎng)規??蛇_機器人本體市場(chǎng)規模的三倍,根據中投顧問(wèn)產(chǎn)業(yè)研究中心預測,2020年機器人本體市場(chǎng)規??蛇_276億左右,集成系統市場(chǎng)規模則有望接近830億元,未來(lái)五年年均增速可達20%。
4、機器集成產(chǎn)業(yè)現狀
機器人系統集成商作為中國機器人市場(chǎng)上的主力軍,普遍規模較小,年產(chǎn)值不高,面臨強大的競爭壓力。根據GGII的數據顯示,截至2014年9月,中國機器人相關(guān)企業(yè)428家,其中系統集成商就占88%,并且從相關(guān)市場(chǎng)數據來(lái)看,現階段國內集成商規模都不大,銷(xiāo)售收入1個(gè)億以下的企業(yè)占大部分,能做到5個(gè)億的就是行業(yè)的佼佼者,10個(gè)億以上的全國范圍少之又少。
一般工業(yè)是指非汽車(chē)行業(yè)。目前汽車(chē)行業(yè)的自動(dòng)化程度比較高,供應商體系相對穩定。而一般工業(yè)的自動(dòng)化改造需求相對旺盛。全球工業(yè)機器人集成從應用角度看"搬運"占比高。全球工業(yè)機器人銷(xiāo)量中,半數機器人用于搬運應用。搬運應用中又可以按照應用場(chǎng)景不同分為拾取裝箱、注塑取件、機床上下料等。按照應用來(lái)分,占比前三的應用為搬運50%,焊接28%,組裝9%。