國產(chǎn)機(jī)器人和國外機(jī)器人差距到底有多大?

時(shí)間:2018-07-13

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:據(jù)第一財(cái)經(jīng)2月9日?qǐng)?bào)道,雖然中國機(jī)器人市場(chǎng)需求量很大,機(jī)器人市場(chǎng)也非常火爆,但是由于高端技術(shù)的缺失,很多需求商寧愿從庫卡、ABB等外國機(jī)器人生產(chǎn)商處進(jìn)口二手機(jī)器人,而非采購國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人來投入到生產(chǎn)線當(dāng)中。

國產(chǎn)機(jī)器人和國外機(jī)器人差距到底有多大?據(jù)第一財(cái)經(jīng)2月9日?qǐng)?bào)道,雖然中國機(jī)器人市場(chǎng)需求量很大,機(jī)器人市場(chǎng)也非?;鸨怯捎诟叨思夹g(shù)的缺失,很多需求商寧愿從庫卡、ABB等外國機(jī)器人生產(chǎn)商處進(jìn)口二手機(jī)器人,而非采購國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人來投入到生產(chǎn)線當(dāng)中。這究竟是怎么一回事呢?國產(chǎn)機(jī)器人和國外機(jī)器人差距到底有多大?

工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)被國外占據(jù)大半

由于人形機(jī)器人的雙足平衡技術(shù)相對(duì)于履帶式、輪式機(jī)器人更加復(fù)雜,必然帶來相當(dāng)高昂的成本,而且在可靠性方面還不如履帶式、輪式機(jī)器人。因此,相對(duì)于大家在電影中見到的終結(jié)者T800這種人形機(jī)器人,現(xiàn)在機(jī)器人市場(chǎng)上占主流的卻是“奇形怪狀”的工業(yè)機(jī)器人。

早在2013年,中國就已成為世界第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。2014年銷量達(dá)到5.7萬臺(tái),同比增長56%,占全球銷量的1/4,同比增長55%,保有量增長至19萬臺(tái)。

然而,就在機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)火爆的情況下,ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA占據(jù)全球工業(yè)機(jī)器人絕大部分市場(chǎng)份額。國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)和國外ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大巨頭差距較大。

2014年,自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量為1.7萬臺(tái),占全球工業(yè)機(jī)器人總銷量的7.45%;2015年,自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量為2.2萬臺(tái),國內(nèi)市場(chǎng)份額依舊不足20%,在全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中的份額依舊不足兩位數(shù)。2016年,國外品牌占據(jù)了中國工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)60%以上的份額,在相對(duì)高端的六軸以上的多關(guān)節(jié)機(jī)器人方面,國外品牌占據(jù)的市場(chǎng)份額超過了80%。

由于國家對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的大力扶持,國內(nèi)企業(yè)中也不乏借著政策渾水摸魚的企業(yè)。不少企業(yè)玩概念上市融資或者套取政策,真正有核心技術(shù)的相對(duì)較少。而且整個(gè)產(chǎn)業(yè)還存在小而散的問題,中國工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)數(shù)量達(dá)到1000余家,但超過90%的機(jī)器人公司年產(chǎn)值在1億元以下,很多廠家每年銷量都不超過1000臺(tái)(只有年產(chǎn)量破千才能初步形成規(guī)模效應(yīng)),即便是像沈陽新松這樣的國內(nèi)機(jī)器人龍頭企業(yè),2015年?duì)I業(yè)收入也只有16.9億元,2016年1季度實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入3.54億元,與國外巨頭動(dòng)輒上百億元的營業(yè)收入相比差距明顯(2016年日本FANUC公司的凈現(xiàn)金流量就有6866億日元,約為415億人民幣)。

核心技術(shù)和國外差距較大

機(jī)器人的核心技術(shù)有人機(jī)交互技術(shù)、控制技術(shù)、環(huán)境感知和傳感技術(shù)、材料技術(shù)、人工智能等方面,關(guān)鍵的零部件有精密減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)以及高性能驅(qū)動(dòng)器等,而上述關(guān)鍵零部件很大程度依賴進(jìn)口,以占機(jī)器人硬件成本比例最高的減速器為例:

精密減速器可以分為諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器等等,是工業(yè)機(jī)器人的核心零部件,占機(jī)器人整機(jī)成本的35%左右。

目前,全球精密減速器市場(chǎng)大半被日本企業(yè)占據(jù),日本Harmonic是諧波減速器領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,占據(jù)了約全球15%的市場(chǎng)份額,日本Nabtesco是全球最大的RV減速器和擺線針輪減速器制造商,在RV減速器領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額約為60%……

雖然在中國著力于精密減速器國產(chǎn)化研究后,涌現(xiàn)出一些單位或企業(yè),并可以在高精度擺線針輪減速器和諧波減速器領(lǐng)域局部替換國外產(chǎn)品,但在2015年,依舊有75%精密減速器從日本進(jìn)口。

控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦,用來發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令,包括硬件和軟件兩部分:

硬件就是工業(yè)控制板卡,包括一些主控單元、信號(hào)處理部分等電路。雖然不少自主品牌已經(jīng)掌握了控制器的相關(guān)技術(shù),并研發(fā)出基于CPU、DSP和FPGA的工業(yè)機(jī)器人控制器,但所采用的CPU大多是ARM,所采用DSP和FPGA不少是源自美國德州儀器和賽靈思,雖然有基于龍芯的機(jī)器人控制器,但由于產(chǎn)品推出時(shí)間較短,目前還鮮有廠商采購。

軟件部分主要是控制算法、二次開發(fā)等,自主品牌已經(jīng)解決了有無的問題,但在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等方面和國外還有差距。

另外,在伺服電機(jī)方面,日系公司約占全球市場(chǎng)份額的40%,西門子、博世、施耐德等德系品牌占據(jù)全球市場(chǎng)份額的30%左右。而國內(nèi)公司整體份額大約占10%左右。在驅(qū)動(dòng)器方面,國內(nèi)80%的驅(qū)動(dòng)器從歐美和日本進(jìn)口。

運(yùn)用領(lǐng)域和國外機(jī)器人的差距

由于之前提到的技術(shù)差距方面的原因,國外機(jī)器人在技術(shù)先進(jìn)性和成熟度上優(yōu)于國產(chǎn)機(jī)器人,在相對(duì)較復(fù)雜的多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場(chǎng),國外公司占據(jù)國內(nèi)市場(chǎng)的90%以上,諸如汽車制造、焊接等高端行業(yè)領(lǐng)域的六軸或以上高端工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)主要被日本和歐美企業(yè)占據(jù),國產(chǎn)六軸工業(yè)機(jī)器人占全國工業(yè)機(jī)器人新裝機(jī)量不足10%。

相比之下,國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人多集中于低端應(yīng)用領(lǐng)域,比如搬運(yùn)、碼垛等低端機(jī)器人,應(yīng)用領(lǐng)域多在家電、基礎(chǔ)制造領(lǐng)域,附加值偏低。進(jìn)而導(dǎo)致近些年,雖然中國機(jī)器人市場(chǎng)需求和國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)品銷量雙雙增長,但不少機(jī)器人企業(yè)卻處于虧損狀態(tài)。

成本控制存在一定問題

之前提到,由于很多國產(chǎn)機(jī)器人的關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口,這導(dǎo)致很多國內(nèi)企業(yè)要以高出國外本土廠商的價(jià)格去購買減速器和伺服電機(jī)等零部件。而且國內(nèi)企業(yè)采購國外減速器的價(jià)格一度曾經(jīng)是國外本土廠商采購價(jià)的3倍,采購國外伺服電機(jī)的價(jià)格一度是國外本土廠商的2倍……由于減速器、伺服電機(jī)、控制器分別占機(jī)器人整機(jī)成本的35%、25%、15%左右,導(dǎo)致中國機(jī)器人企業(yè)生產(chǎn)成本控制的難度相當(dāng)高。

相比之下,國外工業(yè)機(jī)器人廠商很多本身就是核心部件的提供商——日本發(fā)那科是世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商,安川和松下都是全球最大的電機(jī)制造商之一,這使得國外機(jī)器人廠商在成本上具有天然優(yōu)勢(shì)。

另外,國外機(jī)器人廠商還能以巨大的采購量和簽署排他性協(xié)議獲得比較優(yōu)惠的采購價(jià)格。這些因素共同導(dǎo)致中國機(jī)器人企業(yè)如果要和國外同類產(chǎn)品保證相同的產(chǎn)品質(zhì)量,在價(jià)格上就很難與國外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

差距的歷史原因

對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)和國外的差距,大家應(yīng)該拿平常心來對(duì)待,切不可以局部落后否定整個(gè)中國制造業(yè)。在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上落后于人一方面是歷史原因造成的,也有長期以來在資源投入方面和西方國家存在差距的因素。

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展開始于20世紀(jì)中期,最初的直接發(fā)展動(dòng)力之一是為了在核輻射環(huán)境下作業(yè)。1947年美國阿爾貢研究所研發(fā)了可以在核輻射環(huán)境下作業(yè)的遙控操作機(jī)械手。1948年,又研制出機(jī)械式主從機(jī)械手。

1954年,美國的戴沃爾設(shè)計(jì)出第一臺(tái)電子可編程序的工業(yè)機(jī)器人。1965年,美國麻省理工大學(xué)成功研制出一種具有視覺傳感器并能對(duì)簡(jiǎn)單積木進(jìn)行識(shí)別、定位的機(jī)器人系統(tǒng)。1967年,日本川崎重工業(yè)公司從美國引進(jìn)機(jī)器人及技術(shù),建立生產(chǎn)廠房,并于1968年試制出第一臺(tái)日本產(chǎn)通用機(jī)械手機(jī)器人,隨后在各個(gè)領(lǐng)域中推廣機(jī)器人。

至80年代,工業(yè)機(jī)器人開始在全球汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用。至90年代,由于采用工業(yè)機(jī)器人可以避免工人身體攜帶的塵埃污染車間環(huán)境,進(jìn)而在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等對(duì)車間環(huán)境要求較高領(lǐng)域得到應(yīng)用。

正是經(jīng)過數(shù)十年如一日的技術(shù)積累,國外機(jī)器人企業(yè)積累了豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),這是其在當(dāng)今國際機(jī)器人市場(chǎng)叱咤風(fēng)云的原因所在。相比之下,國內(nèi)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展就要晚很多,在20世紀(jì)70年代初期才起步,自然在技術(shù)上和國外存在一定差距。

另外,在早些年國家對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的資金投入相對(duì)于西方國家在同時(shí)期的投入而言也相對(duì)偏少。就以日本為例,日本在引進(jìn)美國機(jī)器人技術(shù)后,曾不惜血本發(fā)展和推廣,而歐盟則耗費(fèi)巨資支持機(jī)器人新研究項(xiàng)目,覆蓋從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品部署的完整價(jià)值鏈,并與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界達(dá)成戰(zhàn)略合作。

國產(chǎn)機(jī)器人的許多問題并不是機(jī)器人制造企業(yè)本身的問題,而是我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的問題。何況機(jī)器人是綜合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程、電子、信息傳感器、控制理論、材料、人工智能、仿生等諸多學(xué)科而形成的高新技術(shù),作為工業(yè)后發(fā)國,在當(dāng)下這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,中國民用機(jī)器人相對(duì)于歐美和日本處于劣勢(shì),其根源在于過去數(shù)十年的人力、物力、財(cái)力投入差距,以及中國和西方在工業(yè)基礎(chǔ)上的差距,國人不必因暫時(shí)的落后自怨自艾。

能否重復(fù)從模仿到超越的歷程

在官方《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中指出,要重點(diǎn)攻克高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等核心零部件,最終實(shí)現(xiàn)核心零件的國產(chǎn)化替代。

該規(guī)劃強(qiáng)調(diào),要突破弧焊機(jī)器人、真空(潔凈)機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV、消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人十大標(biāo)志性產(chǎn)品。

那么,和國外的技術(shù)差距擺在這里,具體有哪些措施呢?

針對(duì)現(xiàn)在國內(nèi)不少所謂機(jī)器人企業(yè)并非真心實(shí)意的在做技術(shù),反而頗有從政策和股市中套利的情況,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)審核力度,減少各地借政策的東風(fēng)一窩蜂的上項(xiàng)目,避免資源的分散和浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)好鋼用在刀刃上,實(shí)現(xiàn)資源整合優(yōu)化。

另外,現(xiàn)在整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)存在一個(gè)問題,那就是機(jī)器人需求商更愿意采購國外巨頭的二手機(jī)器人而非國產(chǎn)機(jī)器人。同樣,國內(nèi)機(jī)器人整機(jī)廠商在價(jià)格合適的情況下,更愿意采購國外核心零部件而非國產(chǎn)零部件(不少國內(nèi)零部件價(jià)格也不便宜)……進(jìn)而使國內(nèi)做精密減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)以及高性能驅(qū)動(dòng)器的公司很難在市場(chǎng)上立足。因此,政府應(yīng)該加強(qiáng)宏觀統(tǒng)籌協(xié)調(diào),通過資金和政策扶持,引導(dǎo)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈從局部開始逐步嘗試從核心零部件到機(jī)器人整機(jī),再到整條生產(chǎn)線的全面國產(chǎn)化替代。

政府還可以出臺(tái)優(yōu)惠財(cái)稅政策,比如利用科技扶持資金,或者給予稅收優(yōu)惠,給國內(nèi)真正做技術(shù)的機(jī)器人企業(yè)有充足的資金用于技術(shù)研發(fā)。同時(shí),政府可以拓寬投融資渠道,引導(dǎo)民間資本進(jìn)入該行業(yè),支持符合條件的機(jī)器人企業(yè)直接融資和并購。

最后,機(jī)器人行業(yè)落后于西方的關(guān)鍵是在于基礎(chǔ)工業(yè),而基礎(chǔ)工業(yè)要進(jìn)步就必須有賴于鼓勵(lì)國有企業(yè)自主研發(fā),并結(jié)合民營企業(yè)做大做強(qiáng)。韓國和日本由于本國市場(chǎng)狹小,企業(yè)稍微做大一點(diǎn)就必須開拓國際市場(chǎng),直面國際競(jìng)爭(zhēng),因此有比較高的積極性致力于向國際產(chǎn)業(yè)分工的上游拓展。而中國市場(chǎng)大,商業(yè)市場(chǎng)縱深大,線下模式破碎。人力資源和礦產(chǎn)資源豐富而且相對(duì)西方便宜,政治安定政策連續(xù),盡管經(jīng)濟(jì)全球化浪潮早已來臨,民營企業(yè)生存依然相對(duì)容易,受外來沖擊不強(qiáng)。加上機(jī)器人產(chǎn)業(yè)民營企業(yè)存在小而散的問題,大多數(shù)民營企業(yè)在研發(fā)基礎(chǔ)核心的技術(shù)方面無論在意愿上,還是能力上相對(duì)而言都存在先天不足的問題。相比之下,國有企業(yè)既面臨國際競(jìng)爭(zhēng),又有市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),還集中了科技人才,可以放心大力鼓勵(lì)和培育它們進(jìn)行創(chuàng)新,這些國有企業(yè)能夠提升中國的基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)水平,通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓,形成國有企業(yè)做強(qiáng),民營企業(yè)做大的格局。

由于中國坐擁全球最大的機(jī)器人市場(chǎng),而且隨著人工成本逐年上漲和人口老齡化的大趨勢(shì),用工荒的問題會(huì)越來越顯著,機(jī)器人市場(chǎng)潛力巨大,國家以政策、資金扶持,加上去年美的收購德國庫卡,有實(shí)現(xiàn)局部技術(shù)轉(zhuǎn)移的可能性。筆者祝愿,隨著時(shí)間的沉淀和技術(shù)積累,中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也能復(fù)制中國白色家電、通信產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)品整機(jī)制造等行業(yè)從模仿到超越的歷程。

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