如今,恐怕没有哪一个行业能像机器人产业的高速增长那样令人兴奋,过去4-5年,中国工业机器人销量以年均25%的速度增长,成为全球增长最受瞩目的市场之一。高速发展的背后是“中国制造”转型升级的迫切需求,伴随着国家将振兴高端装备制造业列入“十二五”战略性新兴产业规划并予以培育和发展,机器人作为高端装备制造业的重要组成部分,已成为衡量一个国家工业自动化水平的标志。
不可否认的是,中国的机器人产业无论从起步发展时间、制造规模还是技术水平同国际同行还有很大的差距,也许,摆在我们面前的首要问题是如何通过行业应用、技术创新以及产业培育将这巨大的潜在市场转化为真正的商业化市场,让中国的机器人真正迈入新时代。
电力电子元器件、光伏、制药、化工、塑料等一般工业应用领航增长潜力
机器人最早诞生于美国,并由日本川崎公司将其应用于机械、摩托车、汽车行业,从而形成工业产业。经过40年的发展,如今,汽车行业依然是机器人的最大用户,根据国际机器人联合会发布的数据,2012年,全球汽车工业的机器人购买量继续上升,增长率达6%。
中国也不例外,我国机器人主要服务于食品、饮料、卷烟、汽车、船舶、电力电子元器件等制造领域,其中汽车制造行业占比最高,超过50%,其次是电力电子元器件制造行业,占比超过20%。主要以焊接、搬运、上下料、切焊、涂层与胶封、装配拆卸,清洁等应用为主。
需要指出,在工业机器人经历了连续几年的巨额投资后,汽车工业的机器人需求量增长将有所放缓,一般工业机器人的销量将继续上升。
首先,洁净领域对机器人的需求将有大幅度增长,半导体行业、光伏、制药、平板显示器制造等行业需要真空或者超净环境,人类很难在这类环境中工作;其次是电子和电器行业,由于该行业是典型的劳动密集型行业,而且现在机器人应用密度很低,未来将有很大的成长空间;第三是化工和塑料行业,在中国,GDP占比中很大一部分来自化工行业,而且对比国外应用趋势,该领域的发展空间比较大。此外,随着机器人性能逐步提升,同时受劳动力短缺、劳动成本上升等因素的影响,机器人将由特殊设备逐渐向通用设备发展,进而引爆机器人增长爆发点。
机器人自动化技术突破需先行
行业应用离不开技术的支持,目前国内机器人零部件的技术水平与国际制造商还有较大差距。机器人产品的核心零部件主要是高精度机器人减速机、高性能交直流伺服电机和驱动器以及高性能机器人控制器。有基础条件的零部件企业应抓住机器人蓬勃发展的机会,以产业发展带动核心零部件的发展。
未来,机器人发展态势将由简单工业机电一体化装备向着以机电一体化和多传感器智能化方向发展;由单一作业向着机器人与信息网络相结合的虚拟交互、远程操作和网络服务等方面发展;同时机器人由研制单一复杂性向着其核心技术、核心模块嵌入高端制造等装备方面发展。
因此在新的技术开拓方面要注重自动化技术的突破,通过视觉补偿机器人操作过程中的误差,通过自主导航进行机器人移动定位,以及通过人机交互取代工程师的视校编程。
此外,还要非常重视软件的应用,要通过软件提高产品的功能和附加值,目前随着硬件成本的不断下降,以及硬件设计越来越成熟,软件在工业自动化中的重要性日趋突出,在机器人系统中软件开发成本也越来也高。数据显示,在装备制造系统中,从1980年到2010年,机械成本由80%降至35%,而软件成本由 10%增至40%,电子电器成本由10%增至25%。
由集成应用逐渐向产业链分工转变
众所周知,欧洲、日本牢牢占据着工业机器人的天下,ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大家族占工业机器人市场60%~80%的市场份额。其中,FANUC占18%,ABB占14.2%,YASKAWA占14.1%,KUKA占13.5%。
分析四大家族的发展战略,不难发现他们善于进行实质性的产业合作,不搞大而全,这也在一定程度上反映了各国机器人产业发展模式各有不同。
日本采用产业链分工发展的模式,机器人制造厂商以开发新兴机器人和批量生产优质产品为主要目标,并由其子公司或社会上的集成公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统;欧洲采用交钥匙工程的模式,如ABB和KUKA,早期以汽车为切入点,机器人的生产和用户所需要的系统设计制造,全部由机器厂商自己完成,美国则走集成应用的道路,采购与成套设计相结合,注重工艺设计,因此美国国内基本不生产普通的工业机器人,企业通常根据自己的需要向工程公司进口,再自行设计,制造配套的外围设备。
中国工业机器人需求增长迅猛,每年高达25%~30%,年需求2~3万台(套),但机器人产业化毕竟刚刚起步,专家建议中国应首先采用美国集成应用的模式,待实现规模效应,形成龙头企业的时候,再转入日本产业链分工发展的模式。
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