《電子技術(shù)應(yīng)用》
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工業(yè)機器人 混戰(zhàn)中的追趕

2015-09-08

  銀白色待焊車架隨輸送帶停下,,紫色的機械手穩(wěn)穩(wěn)將其卡住定位,幾臺亮黃色的機器人齊擁而上,,瞬間火花四濺,,各焊點逐一完成,一分鐘內(nèi)被送往下一個工作島,,同時也迎來下一個待焊車架,。

  這就是發(fā)生在上汽通用武漢工廠的焊裝車間內(nèi)的日常一幕,該車間2015年剛剛投產(chǎn),,目前擁有452臺機器人,,自動化率已高達97%。

  在2011年,,機器人在中國的銷量還僅有2.2萬臺,,到2014年已躍升至5.7萬臺,中國連續(xù)兩年穩(wěn)坐全球機器人市場首位,。而機器人從事的工作崗位,,也由一開始重體力、重復(fù)性以及可能會對人體健康產(chǎn)生影響的工位,,慢慢發(fā)展成“無人工作島”,、“無人生產(chǎn)線”、“無人車間”,。

  時至今日,,機器人在“中國制造”中的角色,遍布鈑金加工,、拋光打磨,、噴涂、分揀,、包裝碼垛等各個生產(chǎn)工序,。“只要你能想到的行業(yè),,都可以用到我們的機器人,。”上海發(fā)那科機器人有限公司(下稱上海發(fā)那科)一位員工向記者表示,。

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  早在2012年,,中國已就機器人產(chǎn)業(yè)開始國家級的戰(zhàn)略布局,可以說,正是這樣的政策催化,,以及頻頻出現(xiàn)的“用工荒”,,帶動了機器人市場此前三年的爆發(fā)性增長。如今“中國制造2025”概念的提出,,尤其是智能制造和智能工廠的裝備需求,,又為“進擊的機器人”們打了一針興奮劑。

  政策“餡餅”

  對于《中國制造2025》中提及的重點任務(wù)——“推進制造過程智能化”一項,,東莞力生機械設(shè)備有限公司(下稱力生公司)董事長張高強可謂爛熟于心,。文件中提出:“在重點領(lǐng)域試點建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車間,加快人機智能交互,、工業(yè)機器人……的應(yīng)用,,促進制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制,、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應(yīng)控制,。”這被他視作公司未來的發(fā)展方向,。

  張高強介紹,,力生公司已經(jīng)在5月成立了一個培訓(xùn)中心,主要就是對員工進行機器人應(yīng)用的培訓(xùn),;此外還計劃增設(shè)工程中心,,針對視覺應(yīng)用和控制系統(tǒng)進行自主研發(fā)。他甚至已經(jīng)打算將公司名稱改為“廣東力生智能”,。

  這家成立于1996年的生產(chǎn)線供應(yīng)企業(yè),,正由原本的機械設(shè)備行業(yè),全面向智能制造業(yè)轉(zhuǎn)型,。

  像力生公司這樣“半路出家”的企業(yè),,在機器人行業(yè)比比皆是。東莞機器人技術(shù)協(xié)會會長蔣仕元向記者證實,,他所知的絕大多數(shù)機器人相關(guān)企業(yè),,崛起于2014年東莞“機器換人”政策推出之后。

  2014年1月,,《工業(yè)和信息化部關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》(下稱《指導(dǎo)意見》)首次明確提出了“機器人密度(每萬名員工使用機器人臺數(shù))達到100以上”的目標,。2013年,中國機器人密度僅為30,。

  在用工密集的長三角,、珠三角各地,針對“機器換人”項目的補貼政策紛紛出臺,。

  “從中央到地方鄉(xiāng)鎮(zhèn),,都有配套的政策支持,。據(jù)我所知,購買國產(chǎn)的機器人,,可以(從東莞市獲得)補助15%,。鎮(zhèn)一級還有配套補貼,比如說拿到市里100萬元補貼,,不同的鎮(zhèn)會拿出0.2,、0.3、0.5,,甚至是1∶1的配套補貼?!笔Y仕元介紹,,正是在這樣的政策驅(qū)使下,“有些企業(yè)為了讓自己‘高大上’,,都是不惜血本,。特別是對一些小的企業(yè)來說,有補貼當然最好”,。

  其他如廣東廣州,、中山,浙江嘉興,、杭州,,江蘇昆山、宿遷等地,,也先后推出了“機器換人”的持續(xù)政策,。

  “餡餅”不僅落在機器人應(yīng)用企業(yè)頭上,不少企業(yè)瞄準了機器人的銷售和集成市場,。

  蔣仕元回憶,,在2012年至2013年間,他供職某3C制造企業(yè)時,,作為首先開始“機器換人”項目的企業(yè)之一,,公司想要在國內(nèi)找一家合適的機器人集成商還十分困難。

  為了建成首個無人車間,,公司耗資上億元,,所有設(shè)備均由國外進口,“就連調(diào)試的工程師都是國外派過來的,,光工資就不得了”,。

  情況僅在2014年一年間就發(fā)生了翻天覆地的變化。2015年1月,,東莞市機器人技術(shù)協(xié)會副會長羅百輝參加某行業(yè)研討會時公開聲稱:中國從事機器人業(yè)務(wù)的企業(yè),,正在以每周兩家的速度不斷遞增,。

  價格硝煙

  作為機器人產(chǎn)業(yè)研究者,羅百輝統(tǒng)計后認為:在4000多家機器人廠商中,,至少75%以上是系統(tǒng)集成商——即自己不生產(chǎn)機器人,,而是以購買機器人制造企業(yè)的本體,為客戶提供系統(tǒng)性的解決方案,,行內(nèi)俗稱“交鑰匙工程”,。

  在行業(yè)的疾速發(fā)展中,價格被急劇壓縮,,現(xiàn)在國內(nèi)一些企業(yè)的報價,,幾乎只是原來外企的一半。這樣的價格戰(zhàn)對于應(yīng)用企業(yè)來說求之不得,。

  蔣仕元在原3C企業(yè)時所設(shè)的無人化車間,,要收回成本耗時十分漫長。對當時的他和同事們來說,,投資這條生產(chǎn)線,,很大程度上是為了爭取客戶,“比如說有些蘋果的訂單,,你沒有高端設(shè)備,,它就不給你做”。

  在競爭充分的2014年,,“通常把三年以內(nèi)回本當作一個標準,。但也要看什么樣的企業(yè)、生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品,,有的可能幾個月就可以收回成本,。比如一條線原本要十幾個工人,改造后可能就只需要兩個人,,它的回報率就很明顯了”,。

  激烈的價格之爭中,甚至有企業(yè)提出了“不回避價格戰(zhàn),,主動發(fā)起價格戰(zhàn)”的口號,,讓這個還算新興的行業(yè),發(fā)展初始就已硝煙彌漫,。

  自2012年開始介入機器人系統(tǒng)集成的張高強坦言,,力生公司在這一業(yè)務(wù)領(lǐng)域的利潤率僅有一成。

  東莞機器人技術(shù)協(xié)會有200多家會員企業(yè),,其中至少200家都是系統(tǒng)集成商,。作為協(xié)會會長,蔣仕元看到的更多,?!案瓉淼腖ED產(chǎn)業(yè)一樣,,政府一號召,有市場,,大家就一窩蜂上,,很多跟自動化不相干的企業(yè)都轉(zhuǎn)做機器人。但現(xiàn)在已經(jīng)可以看到有些沒有實力的企業(yè)搞不下去了,?!?/p>

  他分析,機器人系統(tǒng)集成,,是一個對人力資源要求很高的產(chǎn)業(yè),,缺乏高端人才,導(dǎo)致不少企業(yè)無法承攬大型項目,,甚至難以為繼,。“我們估計在三年以內(nèi)會有一次大洗牌,?!?/p>

  雖然一些中小型企業(yè)倍感壓力,,但大型企業(yè)仍然保持著較高的利潤率,。上海發(fā)那科雖為中日合資企業(yè),公司的經(jīng)營管理由中國人負責(zé),,系統(tǒng)研發(fā)和集成亦在中國進行,,僅機器人本體購自日本母公司。2014年,,這家企業(yè)是上海納稅百強之一,。

  中國最大的本土機器人企業(yè)沈陽新松機器人自動化股份有限公司,亦以系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)為主要商業(yè)模式,,其2014年工業(yè)機器人的業(yè)務(wù)營收將近4.77億元,,毛利率達37.89%。

  大型企業(yè)和中小型企業(yè)出現(xiàn)如此差異,,既有系統(tǒng)集成能力的原因,,也受其議價能力影響?!跋裎覀冞@樣的企業(yè),,一年總購買量100臺左右,在‘四大家族’面前,,基本是沒什么議價能力的,。”張高強訴苦道,。

  所謂“四大家族”,,是指機器人生產(chǎn)領(lǐng)域的傳統(tǒng)四強企業(yè),,包括德國庫卡、瑞士ABB,,以及日本的發(fā)那科和安川電機,,這幾家企業(yè)占據(jù)了全球機器人行業(yè)一半市場,更是牢牢把握著中國市場,。在2014年5.7萬臺的總銷量中,,國內(nèi)企業(yè)銷售的機器人總量不超過1.7萬臺,不足三成,。

  上海發(fā)那科總經(jīng)理錢暉認為,,除了性能真正對客戶選擇造成比較大影響的是故障率。

  “大家都是在生產(chǎn)線上用,,可能一條生產(chǎn)線用300臺-400臺機器人?,F(xiàn)在發(fā)那科的機器人,可以做到125個月才出一次故障,,已經(jīng)很好了,。但400臺機器串起來的生產(chǎn)線,算下來每月都會有四次故障,。實際上無障礙運行能達到8年的企業(yè)是很少的,。”但他補充稱,,發(fā)那科機器人的故障率遠低于均值,。

  蔣仕元透露,“實際上大家都考慮過,,應(yīng)該用民族產(chǎn)品,,但國貨的性能是跟四大家族的沒得比。

  比如說無故障運行時間,,國外可以達到10萬甚至15萬小時,,國內(nèi)某個知名品牌就只能做到5000小時。精密度也有差距,,有的調(diào)試可以適應(yīng)生產(chǎn),,但是過了幾個月甚至只有幾天就偏差很大了,性能不穩(wěn)定,?!?/p>

  據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,中國市場對多關(guān)節(jié)機器人的需求為3.6萬臺,,供應(yīng)商仍以外資品牌為主,。

  相比外資以生產(chǎn)線為單位動輒數(shù)百臺的大批量訂單,國產(chǎn)工業(yè)機器人的出貨單位,,往往只有個位數(shù),。

  唯一相對較有競爭優(yōu)勢的領(lǐng)域,,是較為低端的坐標型機器人。廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(下稱廣州數(shù)控)總經(jīng)理助理蔣米仁判斷,,“國內(nèi)做四軸以上機器人的不多,,銷量最多在三四千臺左右?!?/p>

  但這三四千臺的出貨量,,已經(jīng)挑動了“四大家族”的神經(jīng)。曾苦于缺乏議價能力的張高強就發(fā)現(xiàn),,公司的幾大供應(yīng)商無論是安川還是ABB和庫卡,,都推出了不少降價措施,“有些幅度還比較大”,。

  一位國內(nèi)機器人企業(yè)高管也證實,,“有些國外的企業(yè)對中國有些比較熱銷的國產(chǎn)型號,比如說8KG六關(guān)節(jié)機器人還在逐步進行打壓,,將同型號價格調(diào)低,,或者在一些主推領(lǐng)域給一些優(yōu)惠?!彼钩?,外資巨頭的上述針對性措施,“對我們這些國內(nèi)企業(yè)還是有一些壓力的”,。

  進擊2025

  對“中國制造2025”來說,,僅有智能制造遠遠不夠,,無論是出自“工業(yè)強基”的要求,,還是從業(yè)者對在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位的需求,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)品牌機器人,,才是種種相關(guān)政策的重點發(fā)展對象,。

  《指導(dǎo)意見》提出,到2020年,,要形成較為完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系,,培育3家-5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8個-10個配套產(chǎn)業(yè)集群,并將在高端市場的產(chǎn)品占有率目標定為45%,。

  一項針對汽車,、機械加工、電子等主要機器人用戶的調(diào)查顯示,,雖然銷量排名前十位的機器人品牌全部來自國外,,但購買者最感興趣的十大機器人品牌中,廣州數(shù)控,,沈陽新松,、南京埃期頓等國內(nèi)品牌均有一席之地,,分別為第五位、第六位和第九位,。

  對此,,蔣米仁表示,“有些企業(yè)主還是有民族產(chǎn)業(yè)精神的,?!彼嘎叮埃ㄓ脩簦ξ覀儑鴥?nèi)的企業(yè),,一開始有些小故障不愿意用的情況存在,,但是只要服務(wù)跟上,不要拖它的生產(chǎn)效率,,他們還是愿意用,。

  畢竟中國的中小企業(yè)還是大多數(shù),物美價廉是一方面,,服務(wù)相對國外也比較及時,,國外是覺得服務(wù)是一定要額外付費的,國內(nèi)的很多企業(yè)也有買得起用不起的問題存在,?!?/p>

  這種與使用者保持密切接觸的做法,是蔣米仁眼中廣州數(shù)控的成功經(jīng)驗,?!安粌H是產(chǎn)學(xué)研,應(yīng)該是產(chǎn)學(xué)研用一體化,?!庇善髽I(yè)把終端用戶帶入整個研發(fā)生產(chǎn)體系,“時不時去跟蹤,,反推產(chǎn)品存在的問題,,才能更加貼近市場”。

  2014年,,廣州數(shù)控宣布攻克了減速器難關(guān),,自此“掌握了被國外壟斷的工業(yè)機器人本體制造的全套核心技術(shù)”?!艾F(xiàn)在我們被發(fā)改委,、工信部認定是最有希望首批實現(xiàn)自有技術(shù)批量生產(chǎn)的企業(yè)?!?/p>

  蔣米仁透露,,廣州數(shù)控今年有望達到千臺出貨量,這也是機器人制造企業(yè)實現(xiàn)盈利的臨界點;未來的計劃則與《指導(dǎo)意見》十分相近——將市場占有量做到3萬臺,,占據(jù)中國40%的工業(yè)機器人市場,。

  在接受記者采訪時,蔣仕元曾經(jīng)提到,,減速器和控制器應(yīng)用不過關(guān),,是限制國產(chǎn)機器人質(zhì)量水平的最大因素。

  除了廣州數(shù)控這樣的整機生產(chǎn)企業(yè),,不少企業(yè)也正在專注于機器人關(guān)鍵零部件的研發(fā),。

  以減速器為例,南通振康焊接電機有限公司(下稱南通振康)已在2014年實現(xiàn)機器人用減速器的批量生產(chǎn),,包括ABB,、庫卡、發(fā)那科在內(nèi)的一些大型外資廠商,,以及國內(nèi)企業(yè)埃夫特,、埃期頓等,都已下單試用,。

  集成企業(yè)同樣開始向?qū)I(yè)化方向發(fā)展,。“機器人應(yīng)用領(lǐng)域非常廣,,焊接,、噴涂、打磨的重力感應(yīng),,應(yīng)用性的關(guān)鍵技術(shù),,要融合到產(chǎn)品中還是要更完美一點。原來多數(shù)是自動化企業(yè)或數(shù)控企業(yè)轉(zhuǎn)型,,但在設(shè)計和施工過程,,特別是設(shè)計生產(chǎn)工序時,要跟工藝整合起來,,除了自動化生產(chǎn)線的經(jīng)驗,,在各個應(yīng)用領(lǐng)域比如化工,、焊接,、噴涂方面的經(jīng)驗要求也很高。今后會發(fā)展出很多小精專的集成商,?!笔Y米仁指出。

  對于原本就擅長物流分揀的力生公司來說,,生產(chǎn)企業(yè)的包裝碼垛工序,,特別是帶有視覺感應(yīng)的智能化分揀包裝,以及遠程系統(tǒng)控制,,正是他們未來計劃的主攻方向,。

  比如說視覺,,產(chǎn)品的包裝可能有2公斤的、5公斤的等不同規(guī)格,,帶有視覺感應(yīng)的機器人只要一看,,就可以知道用什么樣的規(guī)格進行包裝,不用再進行人工操作,,這才叫智能化,。

  盡管視覺感應(yīng)、遠程控制等在國外的工業(yè)制造企業(yè)中已經(jīng)應(yīng)用較為普遍,,但受限于價格,,在國內(nèi)還并未普及。蔣仕元介紹稱,,“最便宜的視覺裝置可能是3萬元,,要求高需要精準抓取的話,就要好幾萬元了,?!钡麖娬{(diào),要真正實現(xiàn)智能化生產(chǎn),,機器人要能夠適應(yīng)更多規(guī)格的產(chǎn)品和更多的工種,。

  錢暉也重點向記者介紹了發(fā)那科的視覺感應(yīng),“目前全球最先進的我們叫三維視覺,。打比方說,,沒有視覺的上下料,要讓工人先一個個取出來,,放到一個輸送線上面,,機器人才可能放到機床上去。我們現(xiàn)在的三維視覺,,可以有不同的物料都放在同一個料筐里面,,機器人都可以自行抓取,甚至還可以自己判斷角度,?!?/p>

  除了視覺,在錢暉看來,,要提升機器人控制器的能力,,植入大量遠程應(yīng)用程序,是機器人產(chǎn)業(yè)未來的另一大發(fā)展方向,?!皩崿F(xiàn)‘中國制造2025’也好,‘工業(yè)4.0’也好,我們的智能化管理,,就要由原本的車間級,,延升至設(shè)備級甚至物料級。系統(tǒng)的智能化程度,,決定了未來生產(chǎn)的智能化程度,。”

  外資企業(yè)最重視的這兩大發(fā)展方向,,也正是國內(nèi)企業(yè)大力發(fā)展的部分,。“像我們也在做一些數(shù)字化的車間,,通過傳感技術(shù),、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)動起來,借助總控臺來指揮設(shè)備運動,。

  此外,,公司還在研制遠程故障診斷技術(shù),實現(xiàn)設(shè)備遠程故障排除等功能,?!笔Y米仁說。


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