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中国工业机器人能否突围产业泡沫化?

2017-04-12 11:36
瑾年Invader
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在各路资本竞相逐鹿机器人产业的热潮下,机器人产业泡沫化正在引发人们的担忧。

不过,常州金石机器人的创始人刘金石却显得很乐观,“因为在关键零部件上并不受制于人”。

传统关节机器人(即机械手臂机器人)需要三类核心零部件:高精密减速机伺服电机和控制系统。其中,高精密减速机几乎完全依赖进口。

“在一台六轴的多关节机器人中,高精密减速机在整个机器人成本里占到30%或者更高。”中国机械工业联合会执行副会长、中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚告诉《中国新闻周刊》,这部分世界市场长期被日本企业纳博特斯克所垄断,该企业是世界上最大的高精密减速机制造商,“他们的减速机,卖给中国企业价格是卖给日本、德国等同类企业价格的五到八倍。”

从技术路线看,金石机器人“另辟蹊径”,主攻桁架机器人,这是一种有别于关节机器人的直角坐标机器人,非常适用于金属加工类的数控机床自动化和重载高速搬运行业,可以为“无人工厂”提供系统解决方案。在这种技术路线下,高精密减速机并非核心零部件,也不会受制于国外企业。

不过,对于这家成立近7年的企业来说,如何挤进被国外高端品牌长期占据的市场,真正跨越盈利障碍,仍然是考验。公司在2016年挂牌新三板,公告显示,2014年度、2015年度营业收入分别为6096.19万元、5197.32万元,但尚未实现盈利,净利润为-115.61万元、-722.45万元。

这也是很多国产机器人品牌面临的共同难题。2013年,中国超越日本,成为全球规模最大的机器人市场。2015年,中国工业机器人市场销量是6.9万台,占全球市场份额的将近30%,但国产品牌仅占到中国市场销量的7%。

政府部门期待中国的工业机器人能复制“中国高铁”模式,未来以自主创新换市场。不过,与高铁技术集中在几家大企业手里不同,“在机器人这个领域,有高端产业低端化和低端产品产能过剩的风险。”在今年“两会”期间,工信部副部长辛国斌如此提醒。

技术路线另辟蹊径

在“中国制造2025”等一系列政策利好的刺激下,中国工业机器人行业正在经历井喷式增长。

“机器换人”正在成为当下制造业最火热的话题,也是大势所趋。

国际机器人联盟(IFR)发布的数据显示,2017年中国工厂使用的机器人数量将超过其他国家,但在机器人密度方面却远远落后于其他工业化程度更高的国家。目前在中国制造行业中,每万名工人仅对应30台机器人,而韩国、日本、德国和美国在这一领域的数字为437台、323台、282台和152台。

按照中国机器人发展五年规划所提出的目标,到2020年,中国的机器人密度将达到150台以上,预计3~4年内中国机器人应用规模将高居全球第一。

但在如此有诱惑力的市场中,掌握话语权的是“四大家族”:瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡。除了第一梯队的“四大家族”,许多机器人海外制造商,也都已经在中国进场布局。

目前,“四大家族”占据全球工业机器人60%以上的市场份额,在核心技术和关键零部件研发上处于绝对领先地位,而国内厂商还没有叫阵“四大家族”的实力。

“在机器人的三大核心零部件中,国产控制系统能基本满足目前需求。但如果要进入汽车领域,对控制器要求更高,控制器还是需要进口。伺服电机跟控制器差不多,低端没问题,中端产品也能满足要求,减速机问题最大。”宋晓刚对《中国新闻周刊》坦言,中外品牌减速机的原理设计基本一致,但在工艺精度和稳定性方面差距非常大。

“减速机由几十个小零件、齿轮组成,不同的材料、温度、加工速度都会有影响。每个加工精度提升都要靠技术累积,更重要的是靠加工工艺的摸索。”宋晓刚说,目前一些国产品牌已经能实现小批量生产,比如南通振康,2016年销售达到1.2万台,而排名世界第一的日本纳博特斯克年销售量是25万到30万台,完全不在一个量级上,“大批量生产条件下,如何保持产品性能和精度的一致性,是本土品牌的短板。”

除了靠时间积累,在技术路线上另辟蹊径也是国产品牌突围的一个现实路径。对金石机器人而言就是如此。

“桁架机器人有别于关节机器人,核心技术我都有,甚至我有的,国外都没有。”刘金石告诉《中国新闻周刊》,桁架机器人中最核心的是导轨技术,最早用于战舰,要求20年不能变形、稳定性要求极强,“这种导轨国内没有,材料也没有,我们跟德国人买,德国人也不卖。”

从德国买成品,分析镜像,做出原材料,再到最难的热处理环节,刘金石带领公司研究团队摸索了6年才攻克难题,“导轨都是一米一米拼接而成,要求不能有接缝和累积误差,非常难,但现在我们能做到拼接200米长。”

传统关节机器人应用在汽车制造领域已经有悠久的历史,但目前基本都被国外品牌占据市场,国内自主品牌很难分得一杯羹。

“关节机器人,负载一般在300公斤以下。超过300公斤的重型关节机器人,能造的厂商非常少,即使能造产量也在几十台,产量极少。”刘金石说,而桁架机器人的最大优势就是超大负载,最大的能抓起4吨重的东西。

“目前瑞士的厂商能做到负载2.5吨,德国的利勃海尔能做到1吨,而我们能做到4吨。国内做上吨重机器人的成熟案例没有,就我们一家。”刘金石说,做4吨级的意义就在于能够完全实现柔性生产和无人工厂,“传统物流全是在地面,地面轨道线、叉车,全是在地面跑。而无人工厂的物流都是在天上,设备在上方自由穿梭,能实现全厂的柔性化生产,可以在超大空间内行走,而地面是留给人维护设备用的。”

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