追趕機器人“四大家族”
http://www.debgrams.com 2018-05-23 09:39 來源：界面 蔣瑜沄
導讀：中國國產機器人市占率從2013年的26%提升到了2016年的33%，三分天下有了國產機器人的一份，但依然是跟跑者。
從搬運、碼垛、焊接等生產活動，到讀報、陪護等生活活動，再到排雷、戰斗等軍事活動，“機器人時代”正在來臨。
機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要自動化裝備。按照應用領域分為工業機器人、服務機器人和特種機器人。
國際機器人聯合會（IFR）數據顯示，2017年全球機器人市場規模已達232億美元，其中工業機器人市場規模最大，為147億美元，特種機器人以56億美元次之，服務機器人的市場規模為29億美元。
自2009年，全球工業機器人年銷量逐年增加。受國內人工成本持續上漲，“機器人換人”的需求推動，中國工業機器人市場在2013年開始快速發展。同年，中國超過日本，成為年購買機器人數量最多的國家，并一直蟬聯全球第一大應用市場至今。
盡管機器人開始在中國這塊土地上迅速發展，但中國工業機器人巨大市場所產生的紅利，卻被以機器人四大家族（瑞士ABB、日本發那科、日本安川、德國庫卡）為代表的外資品牌吞食，中國市場超過半數的份額都被這四家外企占據。
在第五屆中國機器人峰會上，中國機械工業聯合會原執行秘書長朱森第表示，從“七五”、“八五”攻關開始，中國營造了一些機器人產業發展環境，但市場沒有掌握在自己手里、關鍵技術沒能取得更多突破、團隊沒有形成、應用機器人的環境不夠和諧，最終導致了中國機器人產業沒有形成，只有星星點點的攻關成果。
2015年也被業界視作“中國機器人元年”。2015年5月，《中國制造2025》規劃落地，明確將工業機器人列入大力推動突破發展的十大重點領域之一，促進機器人標準化、模塊化發展，擴大市場應用。
“2015年，這個行業井噴式發展”，朱森第說，“中國國產機器人在國內市場的市占率，從2013年的26%提升到了2016年的33%，三分天下有了國產機器人的一份。2016年，四大家族的占有率超過60%。
“與‘四大家族’相比，我們用短短幾年的時間在走人家幾十年的發展道路。我們還不能說完全成功，但也取得了很大的成功”，全國政協教科衛體委副主任曹健林說，“不過在大部分領域，特別是高技術領域，中國依然是跟跑者。”
“中國機器人產業只有解決好核心技術的掌握、主機在各行各業應用領域的擴充等問題，才能夠從跟跑到并跑，最終實現領跑”，朱森第說，“保守估計，實現這一目標的時間應該在2035-2045年期間。”
在他看來，2015-2025年將是中國機器人產業的躍升期，但在2035年之前，中國機器人產業仍處于追趕期。
“卡脖子”問題
“在工業機器人機器人領域，核心零部件嚴重依賴進口，卡住了國產機器人發展的‘脖子’。”國家制造強國建設戰略咨詢委員會委員、中國工程院制造業研究室主任屈賢明說。
工業機器人由機械本體、控制系統、驅動與傳動系統和傳感器組件等基本部分組成，行業上游生產減速器、伺服系統、控制器三種核心零部件，中游企業為機器人本體制造商，下游則是系統集成商。
由于工業機器人的三大核心零部件占到機器人成本的70%以上，長期在核心零部件發展滯后，對中國工業機器人產業的發展形成掣肘。
以用來精確控制機器人動作，傳輸更大力矩的精密減速器為例，目前全球超過70%的精密減速器市場，被日本哈默納科和納博特斯克兩家企業占有，中國也主要依賴進口。不過，智造產業智庫伙伴產業研究院數據顯示，從2016年開始，隨著國產精密減速器產量的上升，中國對精密減速器的進口量開始下降。
蘇州綠的諧波傳動科技有限公司（下稱綠的諧波）是一家從事精密諧波傳動裝置（用于20公斤以下機器人關節）的研發、設計和生產的企業。屈賢明介紹，在2017年，綠的諧波銷售了9.8萬臺減速器，其中出口占比15%，國內市場占有率達60%，已實現諧波減速器與伺服電機的一體化，躋身國際主流市場。
“我們的產品在效率上能與國際巨頭PK”，綠的諧波技術總監儲建華儲建華說，“除此之外，國內企業的供貨周期短于進口產品，還能貼近市場進行服務，這也推動了我們的銷量。”
據儲建華介紹，綠的諧波能取得目前的成果，得益于公司每年超過2000萬元的研發投入。隨著市場的認可，綠的諧波還將建立智能制造生產線，將此前粗加工模式變為用機器人生產機器人核心零部件，將新增60萬臺生產能力。
與此同時，在國產RV減速器（用于20公斤以上機器人關節）領域，南通振康機械有限公司（下稱南通振康）在2017年也售出2.8萬臺；秦川機床工具集團去年也實現近萬臺銷售。兩家企業的數字化車間也均在建設中，將分別增加6萬臺產能。
中泰證券研究所在其針對工業機器人國產化進程的一份研報中分析認為，國內企業在部分伺服電機、控制器等核心零部件方面實現了自主研發和市場推廣。目前機器人減速機市場高度壟斷，普及期國產減速機無法實現全面進口替代。
屈賢明認為，國產減速器全面進口替代的難點有三個。首先是中國從事核心零部件研發和生產的“專業化、精細化、特色化”企業群沒能成長起來；其次是用戶對國外零部件比較寬容，對國產則要求苛刻；此外，行業重主機輕零部件的觀點也還沒得到徹底扭轉。
“同時，外國競爭對手還在不斷打壓中國企業”，屈賢明補充，“以RV減速器為例，在中國尚不能國產化時，日本公司以高價出售；一旦中國取得突破后，日企立即壓低價格，迫使中國企業虧損，無法進行創新和產業化。”
“中國機器人產業發展并不缺市場和資金，關鍵是缺少核心技術”，屈賢明說，“在關鍵零部件領域的發展中，應培養2-3家專業企業，實現大批量生產，保證質量和成本，這樣也避免重復建設和惡性競爭。”
用于發布和傳遞動作指令的控制器，被視作機器人的“大腦”，這也是國內外差距最小的核心零部件。中泰證券研報稱，控制器包括硬件和軟件兩部分。硬件就是工業控制板卡目前國產品牌已經掌握；軟件部分主要是控制算法、二次開發等，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等還有差距。
與控制器相比，中國在伺服系統方面就完全處于劣勢，市場幾乎被以安川為代表的日系、西門子為代表的德系所壟斷，國產率僅占10%，國內生產企業包括埃斯頓、廣州數控等。
伺服系統是工業機器人主要的動力來源，由伺服電機、伺服驅動器和編碼器三部分組成。光伺服系統成本便占到工業機器人本體成本的23%。
伙伴產業研究院的研報指出，國產伺服與國外品牌的差距主要體現在大功率產品缺乏、小型化產品不夠精致、高精度編碼器缺乏等方面。
2018年1月，中國發布《“中國制造2025”重點領域技術創新綠皮書-技術路線圖（2017）》，提出到2020年，擁有自主知識產權的國產機器人及關鍵零部件，將滿足國內市場50%的供給能力。
屈賢明對界面新聞記者表示，2016年，中國將“柔性復合機器人及關鍵零部件產業化”列為當年17個重大標志性項目，給予重點支持。到2017年末，圍繞RV減速器、諧波減速器、伺服電機的研發和產業化安排了一批項目，這些項目將于2019年末陸續完成，機器人關鍵零部件將基本實現自主化。
增量市場機會
國內的機器人的產品以中下游為主，對于位于行業中游的機器人本體制造商而言，其產品只有最終在下游得到應用才能獲得銷量和利潤。
中國工業機器人廣泛應用于汽車、電子、金屬加工等行業，目前應用規模較大的領域集中在汽車和電子行業。在2016年，二者合計占到72%的份額。其中汽車行業占了43%的份額。
在汽車領域，機器人“四大家族”已占領大部分市場。香港科技大學自動化技術中心主任李澤湘表示：“我一直呼吁不要到汽車行業去跟‘四大家族’死磕，因為沒有機會，應該轉移到有中國特色的產業，巨頭還沒有涉足的行業突破。”
事實上，“四大家族”有它們各自的側重。發那科主要依靠控制器切入市場，機器人等業務均圍繞其核心的CNC控制系統進行拓展。安川則是以其伺服系統切入市場，這部分收入常年超過了機器人本體業務。
與兩家日本企業形成對比的是ABB和庫卡，二者在上游核心零部件領域涉及較少，而是將重心放在了下游的系統集成應用業務上。
作為研發適用于小六軸的控制系統起家、既生產機器人本體又提供智能制造的解決方案的中國創業企業，珞石（北京）科技有限公司 （下稱珞石機器人）選擇避開“四大家族”領先的市場，對準縫制等新興增量市場。
“通常一款機器人產品能覆蓋的行業場景有限，但中國是制造大國，有大量獨有行業應用場景，這也給了珞石潛在的機會。” 珞石機器人CEO庹華說。
據庹華介紹，受招工難影響，一家國產知名的內衣生產商想到了用機器人和縫紉機配合，對內衣進行縫制的解決方案。“這家企業最開始找到了ABB，但需求報到瑞典總部半年都沒收到回復，便開始和珞石接觸，雙方在2017年8月開始合作，目前一期訂單已經完成。”他說。
“新興市場需求是國產機器人發展的突破點”，庹華說，“未來的工業機器人本體硬件將是標準化的，軟件變得個性化，這樣硬件、軟件和控制器可根據不同的應用場景改變、適應，這對國產機器人而言，在底層算法、具體應用場景的軟件迭代均提出了更高的要求。”
科技部高技術中心項目主管劉進長認為，隨著中國乃至全球機器人市場的容量、需求量不斷增加，一方面中國企業正努力使機器人能用、耐用、好用；另一方面，國產機器人的生產能力和質量也在提升，可以在新興市場拓展中占領份額。
朱森第認為，國產機器人也應該進入到汽車領域。“國產機器人基本都在勞動強度大、環境惡劣的場景應用，我們應該從一些重體力勞動緩解進入汽車領域。”他說。
在朱森第給出進入汽車行業的路徑。在他看來，如果不能直接進入國內汽車行業，可以出口返內銷，先去國外拿訂單，在進入國內市場。但這個步驟的前提是需提高機器人的可靠性，確保生產線的正常運行。
培育龍頭和小巨人企業
“中國機器人需要龍頭企業”，在被問及中國機器人行業仍需解決的問題時，儲建華脫口而出。
在他看來，機器人行業不僅是技術密集型產業，需要不斷的進行技術創新；與此同時，機器人行業也具有規模經濟效應，龍頭企業的競爭力一定程度上決定了機器人產業競爭力的。
“在零部件采購等環節上，龍頭企業的議價能力可以主推機器人成本的下降”，劉進長說，“有了龍頭企業，中國才可以和國際巨頭正面較量。”
機器人龍頭企業培育工作也受到了中國政府的重視。2016年5月，工信部、發改委和財政部聯合發布了《機器人產業發展規劃(2016—2020年)》(下稱《規劃》。《規劃》要求，培育3家以上的龍頭企業，打造5個以上機器人配套產業集群。
工信部裝備司副司長羅俊杰亦表示，未來中國將著力培育世界級機器人產業集群，壯大一批核心競爭力強的骨干企業和領軍企業，培育一批專注細分領域的單項冠軍企業。
隸屬中國科學院的新松機器人自動化股份有限公司（300024.SZ，下稱新松）是一家以自主核心技術、核心零部件、核心產品及行業系統解決方案為一體的全產業鏈機器人企業，也是中國機器人產業前10名的核心牽頭企業。
杭州新松機器人研究院院長陳立對界面新聞表示，工業機器人是構造智能制造系統的最重要的裝備，沒有工業機器人，無法構造智能化制造系統。行業龍頭企業則是機器人、人工智能以及智能制造的核心力量。
據陳立介紹，新松目前既關注機器人本體的研發和制造，同時也在關注機器人離線仿真軟件的研發，“這是現階段如西門子等國外巨頭正在做的事情，也是國內期待突破的領域，不是所以國產機器人公司都有仿真軟件。”
屈賢明還指出，中國應吸取芯片發展滯后、受制于人的教訓，將機器人核心零部件技術掌握在自己手里。他的建議是培養一大批“專業化、精細化、特色化”的小巨人企業，為機器人整機廠提供配套，并最終向“世界隱形冠軍”邁進。
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