国产工业机器人发展策略策划书

　　摘　要：工业机器人是集光机电信息自动化于一身的高技术，发展工业机器人对一个国家制造能力、自动化生产能力具有重大影响。国内外很多企业都是通过使用工业机器人来提高生产率和产品质量。国外一些大的汽车、电子、机械制造商通过采用工业机器人作为关键生产设备，可以做到根据市场需求及时调整生产策略，以小批量、多品种，占领更多的市场份额。

　　关键词：工业机器人;发展契机;国产

　　中图分类号：TP242.2 文献标志码：A 文章编号：1000-8772(2014)38-0000-00

　　自经济危机之后，作为世界各发达与发展中国家加快经济发展、提高国家综合竞争力的重要途径，制造业开始了新一轮的升级——全面自动化和智能化。工业机器人技术作为现代制造业重要的自动化装备，得到了新的关注和发展。美国、欧盟、日本等经济发达国家对此极为重视，先后都实施了自己的研究发展计划。美国提出“再工业化”，呼吁制造业回归，重构制造业格局，打造智能化水平更高的新型制造模式，并提出了“美国机器人发展路线图”;欧盟提出“新工业革命”，将机器人作为重点发展领域之一;日本在探讨经济增长战略时，提出“要重振战略制造业”，加强高端制造业的研究。总之，发达国家都将发展以机器人为核心的智能装备作为重振制造业的重要手段。国内也迎来了工业机器人研究和应用的热潮，符合我国制造业升级、降低劳动力成本、提高产品质量和效率的趋势需求。

　　一、国产工业机器人的发展契机

　　根据国际机器人联合会(IFR)发布的报告数据[1-2]：2005-2012年期间，工业机器人在中国市场的年销售量保持年均25%的高速增长，是全球增长最快的市场，其中汽车行业的工业机器人销售量更是达到世界之首。2013年，中国工业机器人销量达25 000台。预计2014-2016年，中国工业机器人销量年均增长率将达15%，至2016年年销量将达38 000台。

　　工业机器人密度是指在制造业中每1万名雇员所拥有的工业机器人的数量。世界平均水平为58，在日、韩、德等制造业成都较高的发达国家，工业机器人密度达到330、390、270，而中国的工业机器人密度约为20左右，可见中国市场的潜力仍是相当巨大的。

　　我国工业机器人单体仍以进口为主，尤其在高性能需求领域。以2012年数据为例，工业机器人份额分成为：FANUC 14%、安川14%、KUKA 13%、ABB 12%、OTC 7%、松下6%、川崎4%、那智4%、现代4%、本土企业4%、其他18%。本土企业所占比重很小，但近几年发展迅猛，有很大的上升空间。

　　面对劳动力成本提高的压力和产业升级迫切需求，中国正在成为工业机器人需求量全球第二大国家，仅次于素有“机器人王国”之称的日本。未来几年，中国经济将继续保持高增长率增长，为提高生产效率和建立更环保的生产流程，我国也会持续加大对以工业机器人为核心的自动化制造装备的投资。更长期的来说，我国在未来将面临人口老龄化问题，预计2050年中国人口结构中60岁以上人口的比例将超过30%，用机器人代替人工劳动力实现生产自动化是不可避免的。

　　总之，无论是从短期的企业的投入成本与产出效益对比，还是从中期的制造业升级需求，或者长期的人口老龄化压力，都要求我国要大力发展以工业机器人为核心的自动化、智能化生产制造装备。这为国内工业机器人企业的崛起和发展提供了不可多得的大好契机。

　　二、我国工业机器人的应用特点

　　虽然目前中国已是全球最大的市场之一，但仍处于使用机器人的初始阶段，具有以下特点：工业机器人密度低;主要依靠国外供应商而不是本土制造商;尚未充分深入到各行业的应用中，等等。

　　在我国，工业机器人市场主要受劳动密集型和技术密集型行业带动。工业机器人在各行业、不同操作应用中所占比重如图1所示。从图可知，主要应用行业为汽车、电子和金属制品行业。焊接、搬运、喷涂这三种类型工业机器人的总销量占到整体销量的83%。其中焊接、喷涂机器人主要应用在汽车工业领域，搬运机器人在电子3C行业和食品加工等劳动密集型行业广泛使用。值得注意的是，电子行业增速最高，随着电子行业自动化程度的提高其对工业机器人的需求量也在迅速增长中。将来，随着技术的发展和行业需求的推动，工业机器人会在精密工程、服务行业、医疗、农业等各行各业中得到更多的应用。

　　图1　我国工业机器人在不同行业、操作类型中的比重

　　就实际应用而言，客户首先要考虑的是一种装备的效益如何。随着劳动力成本的逐步提高和工业机器人价格的降低，用自动化的机器人生产线代替工人流水作业越来越具有效益性。

　　以码垛搬运操作为例。单台机器人码垛搬运成套设备平均价格45万，年能源消耗成本、维修及售后服务成本3万;一位熟练的搬运工月综合成本4000元。导入机器人设备之前，1条包装线需要1位搬运工，搬运人每天8小时工作时间，3班制工作。导入机器人设备后，1台机器人处理2条包装线的码垛搬运，机器人每天24小时。在不考虑每年劳动力成本增加以及加班费用的情况下，工业机器人成本为7万元/年(按10年使用寿命折旧)，而人工成本为28.8万元/年。也就是说，若在成本投入相同的情况下，工业机器人的效益是人工效益的411%。可见，使用工业机器人可以大大降低企业的制造成本，提高盈利空间，提升价格竞争优势。

　　除去成本与效益的考虑外，使用工业机器人还能带来其他的优势：方便数字化生产/管理/检测，有利于提高生产效率、提高产品良率、保证产品品质、增强生产柔性、降低运营成本;有利于改善员工工作质量、缓解招工压力等。

　　三、我国工业机器人企业特点

　　我国工业机器人在市场上由国外品牌垄断的事实，从侧面反应了我国本土工业机器人技术尚未全面壮大、竞争力不够强大的特点。与国外工业机器人制造商相比，国内工业机器人企业的劣势主要体现在：关键零部件技术缺乏、企业规模小。

　　工业机器人产业链包括核心零部件生产、机器人本体制造、系统集成以及行业应用四大环节。核心的零部件主要是精密减速机、交流伺服电机及控制器。

　　目前，全球机器人行业，75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断(业界俗称RV 减速机和谐波减速机)，其中Nabtesco在工业机器人关节领域拥有60%的市场占有率。国际主流机器人厂家均选用这两家产品。

　　在机器人专用高精度交流伺服电机方面，国外品牌(主要为日、欧品牌)约占市场份额的80%。欧系品牌的电机及驱动部件过载能力和动态响应好，具有总线接口，驱动器开放性强，不过价格贵。相比之下，日系品牌工业机器人的伺服电机、驱动器部件(主要源自安川、松下、三菱等公司)动态响应能力和开放性均不及欧系产品，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式，但价格相对降低。在动态性能满足使用要求的情况下，较低的价格更能迎合国内市场的需要。以2012年中国伺服电机市场份额为例，松下占14.6%、安川13.4%、三菱9.3%、台达8.8%、西门子7.9%、路斯特5.5%、广数控4.8%、其他35.8%。国内高精度交流伺服电机自主品牌处于起步阶段，在动态性能、开放性和可靠性方面还有很大的提升空间。

　　控制器、软件与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。控制系统决定了机器人性能的发挥，国内机器人控制系统的项目应用经验较为缺乏;机器人本体制造决定了机械本体的可靠性、寿命及精度保持，国内厂商在机械本体的热处理技术方面还不过关。所有这些关键零部件和技术，直接影响着机器人的性能指标，如无故障运行时间、精度、速度等。缺乏自主研发的关键零部件，无法灵活地根据实际使用需求进行控制软件的设计并保证系统的可靠性、实时性，材料热处理工艺不过关，等等都将导致机器人在高性能、高端应用领域缺乏竞争力。同时，国内企业在规模上较小，产值超过10亿的企业很少。这使国内企业在选购关键零部件时，远没有国外大型工业机器人企业议价能力强，导致关键零部件成本比国外厂商高好几倍，最终造成国产机器人成品的成本远高于国外同行。本土生产的工业机器人，在成本构成上，减速器占40%、伺服电机占30%、控制器占15%、本体制造与系统集成占到15%。也就是说，如果关键零部件全部采用进口产品，其成本将占到一台国产工业机器人成本的85%。这将严重削弱国产工业机器人在价格上的竞争能力。

　　规模不足还带来了产品的标准化、模块化问题，只有在企业规模、设备产量提高以后才能实现。没有产品的标准化、模块化，配套产品、成套工艺的设计都会受到阻碍。目前，企业实际生产对机器人自动化生产线成套装备的需求越来越大于对机器人单体的需求。国外汽车行业、电子和电器行业、物流与仓储行业等已大量使用机器人自动生产线，以保证产品的质量和生产的高效。工业机器人产品的标准化和模块化是完善机器人自动生产线的基础。

　　四、发展建议

　　在国内，工业机器人产业增长势头强劲，正处于快速发展期。虽然国内机器人市场目前为国外品牌垄断，但要把我国从制造业大国变为制造业强国，发展并壮大本土工业机器人企业，是必经之路。

　　从企业角度看，国外企业由于起步早，产业已形成规模化优势，在研发设计、核心零部件等领域已形成标准化流程，具有较强的领先优势。而国内企业要在短期内实现关键技术突破仍有一定难度，尤其是在资金支持不足的情况下。国内企业在系统集成、售后维护保养等个性定制化领域具有一定的优势，尤其对中小型企业，国产机器人已经能够满足大部分生产的要求，非标定制使性价比更高。事实上，在机器人产业链中，国内企业目前有盈利空间的业务主要集中在系统集成、行业应用两大块。这也正是国内工业机器人企业发展壮大的突破口。为此，国内企业应当以应用为导向，与工业生产、制造企业紧密合作，了解企业所需，为其提供一体化解决方案。以市场指导研发，以应用要求指导工艺改进。瞄准需求广泛的行业，对尚未充分开发的实行重点突破。针对中国制造业用户的非标环境，形成个性化解决方案，提供优质的服务，提升国内机器人品牌影响力。做好技术支持和售后维修服务，提高产品易用性、维护性。

　　其次，应当尽量联合上下游产业，结合优势资源，形成规模化集团企业，壮大规模，以规模带动工业机器人的标准化、模块化。使材料加工工艺、关键部件技术指标、系统集成方案制订等形成标准流程或方案，最终降低产品成本，获得市场占有量。再积蓄技术实力、再扩大机器人产品系列，向汽车电子行业突破。

　　在获得一定的市场占有率、稳定生存后，就可以有足够的人力、资金逐步实现关键零部件的研发。这是降低成本、提高竞争力的必经之路。在成功的本土机器人企业中可以看到这些策略的影子。举例来说，码垛机器人在劳动密集型企业中运用广泛，且其研发难度、性能指标在各类工业机器人中属于中等，适合作为进军工业机器人领域的突破口。本地企业上海沃迪公司的码垛搬运机器人全国领先，就是一个机器人国产化的成功案例。现在沃迪机器人智能码垛搬运系统已经成为国内的行业领导者之一，机器人取得CE认证、产品远销欧洲及北美等发达国家，直接参与国际竞争。从码垛搬运领域入手，并非在尖端技术上与国外企业硬碰硬，而是寻求在市场上生存为先，整合来自高校科研力量的各方技术力量，针对企业需求，做精、做细码垛机器人，获得了迅速的发展。目前，沃迪公司已开始机器人核心部件的研发，并着手拓展小包装货物搬运机器人的市场，其策略及发展路线可以说是本土工业机器人企业的样本。

　　五、结语

　　中国正处于工业机器人需求高速增长的阶段，以满足制造业升级的需求，应对劳动力成本提升带来的压力。本土机器人企业应抓住契机，从系统集成和行业应用做突破，寻求先生存后发展，然后在发展中实现市场占有和技术突破。

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