进击的巨人:机器人智造是未来主攻方向_4
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  如今机器人遍布钣金加工、抛光打磨、喷涂、分拣、包装码垛等各个生产工序,在中国制造中扮演这重要角色。根据《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,到2020年,我国要形成较为完善的工业机器人产业体系,培育3家-5家具有国际竞争力的龙头企业和8个-10个配套产业集群。对此,在用工密集的长三角、珠三角各地,针对机器换人项目的补贴政策纷纷出台。

  银白色待焊车架随输送带停下,紫色的机械手稳稳将其卡住定位,几台亮黄色的机器人齐拥而上,瞬间火花四溅,各焊点逐一完成,一分钟内被送往下一个工作岛,同时也迎来下一个待焊车架。

  这就是发生在上汽通用武汉工厂的焊装车间内的日常一幕,该车间2015年刚刚投产,目前拥有452台机器人,自动化率已高达97%。

  在2011年,机器人在中国的销量还仅有2.2万台,到2014年已跃升至5.7万台,中国连续两年稳坐全球机器人市场首位。而机器人从事的工作岗位,也由一开始重体力、重复性以及可能会对人体健康产生影响的工位,慢慢发展成无人工作岛、无人生产线、无人车间。

  只要你能想到的行业,都可以用到我们的机器人。上海发那科机器人有限公司(下称上海发那科)一位员工向记者表示。

  早在2012年,中国已就机器人产业开始国家级的战略布局,可以说,正是这样的政策催化,以及频频出现的用工荒,带动了机器人市场此前三年的爆发性增长。如今中国制造2025概念的提出,尤其是智能制造和智能工厂的装备需求,又为进击的机器人们打了一针兴奋剂。

  政策馅饼

  对于《中国制造2025》中提及的重点任务推进制造过程智能化一项,东莞力生机械设备有限公司(下称力生公司)董事长张高强可谓烂熟于心。文件中提出:在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。这被他视作公司未来的发展方向。

  张高强介绍,力生公司已经在5月成立了一个培训中心,主要就是对员工进行机器人应用的培训;此外还计划增设工程中心,针对视觉应用和控制系统进行自主研发。他甚至已经打算将公司名称改为广东力生智能。

  这家成立于1996年的生产线供应企业,正由原本的机械设备行业,全面向智能制造业转型。

  像力生公司这样半路出家的企业,在机器人行业比比皆是。东莞机器人技术协会会长蒋仕元向记者证实,他所知的绝大多数机器人相关企业,崛起于2014年东莞机器换人政策推出之后。

  2014年1月,《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》(下称《指导意见》)首次明确提出了机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到100以上的目标。2013年,中国机器人密度仅为30。

  在用工密集的长三角、珠三角各地,针对机器换人项目的补贴政策纷纷出台。

  从中央到地方乡镇,都有配套的政策支持。据我所知,购买国产的机器人,可以(从东莞市获得)补助15%。镇一级还有配套补贴,比如说拿到市里100万元补贴,不同的镇会拿出0.2、0.3、0.5,甚至是1∶1的配套补贴。蒋仕元介绍,正是在这样的政策驱使下,有些企业为了让自己高大上,都是不惜血本。特别是对一些小的企业来说,有补贴当然最好。

  其他如广东广州、中山,浙江嘉兴、杭州,江苏昆山、宿迁等地,也先后推出了机器换人的持续政策。

  馅饼不仅落在机器人应用企业头上,不少企业瞄准了机器人的销售和集成市场。

  蒋仕元回忆,在2012年至2013年间,他供职某3C制造企业时,作为首先开始机器换人项目的企业之一,公司想要在国内找一家合适的机器人集成商还十分困难。

  为了建成首个无人车间,公司耗资上亿元,所有设备均由国外进口,就连调试的工程师都是国外派过来的,光工资就不得了。

  情况仅在2014年一年间就发生了翻天覆地的变化。2015年1月,东莞市机器人技术协会副会长罗百辉参加某行业研讨会时公开声称:中国从事机器人业务的企业,正在以每周两家的速度不断递增。

  价格硝烟

  作为机器人产业研究者,罗百辉统计后认为:在4000多家机器人厂商中,至少75%以上是系统集成商即自己不生产机器人,而是以购买机器人制造企业的本体,为客户提供系统性的解决方案,行内俗称交钥匙工程。

  在行业的疾速发展中,价格被急剧压缩,现在国内一些企业的报价,几乎只是原来外企的一半。这样的价格战对于应用企业来说求之不得。

  蒋仕元在原3C企业时所设的无人化车间,要收回成本耗时十分漫长。对当时的他和同事们来说,投资这条生产线,很大程度上是为了争取客户,比如说有些苹果的订单,你没有高端设备,它就不给你做。

  在竞争充分的2014年,通常把三年以内回本当作一个标准。但也要看什么样的企业、生产什么样的产品,有的可能几个月就可以收回成本。比如一条线原本要十几个工人,改造后可能就只需要两个人,它的回报率就很明显了。

  激烈的价格之争中,甚至有企业提出了不回避价格战,主动发起价格战的口号,让这个还算新兴的行业,发展初始就已硝烟弥漫。

  自2012年开始介入机器人系统集成的张高强坦言,力生公司在这一业务领域的利润率仅有一成。

  东莞机器人技术协会有200多家会员企业,其中至少200家都是系统集成商。作为协会会长,蒋仕元看到的更多。跟原来的LED产业一样,政府一号召,有市场,大家就一窝蜂上,很多跟自动化不相干的企业都转做机器人。但现在已经可以看到有些没有实力的企业搞不下去了。

  他分析,机器人系统集成,是一个对人力资源要求很高的产业,缺乏高端人才,导致不少企业无法承揽大型项目,甚至难以为继。我们估计在三年以内会有一次大洗牌。

  虽然一些中小型企业倍感压力,但大型企业仍然保持着较高的利润率。上海发那科虽为中日合资企业,公司的经营管理由中国人负责,系统研发和集成亦在中国进行,仅机器人本体购自日本母公司。2014年,这家企业是上海纳税百强之一。

  中国最大的本土机器人企业沈阳新松机器人自动化股份有限公司,亦以系统集成业务为主要商业模式,其2014年工业机器人的业务营收将近4.77亿元,毛利率达37.89%。

  大型企业和中小型企业出现如此差异,既有系统集成能力的原因,也受其议价能力影响。像我们这样的企业,一年总购买量100台左右,在四大家族面前,基本是没什么议价能力的。张高强诉苦道。

  所谓四大家族,是指机器人生产领域的传统四强企业,包括德国库卡、瑞士abb,以及日本的发那科和安川电机,这几家企业占据了全球机器人行业一半市场,更是牢牢把握着中国市场。在2014年5.7万台的总销量中,国内企业销售的机器人总量不超过1.7万台,不足三成。

  上海发那科总经理钱晖认为,除了性能真正对客户选择造成比较大影响的是故障率。

  大家都是在生产线上用,可能一条生产线用300台-400台机器人。现在发那科的机器人,可以做到125个月才出一次故障,已经很好了。但400台机器串起来的生产线,算下来每月都会有四次故障。实际上无障碍运行能达到8年的企业是很少的。但他补充称,发那科机器人的故障率远低于均值。

  蒋仕元透露,实际上大家都考虑过,应该用民族产品,但国货的性能是跟四大家族的没得比。

  比如说无故障运行时间,国外可以达到10万甚至15万小时,国内某个知名品牌就只能做到5000小时。精密度也有差距,有的调试可以适应生产,但是过了几个月甚至只有几天就偏差很大了,性能不稳定。

  据中国机器人产业联盟统计,中国市场对多关节机器人的需求为3.6万台,供应商仍以外资品牌为主。相比外资以生产线为单位动辄数百台的大批量订单,国产工业机器人的出货单位,往往只有个位数。

  唯一相对较有竞争优势的领域,是较为低端的坐标型机器人。广州数控设备有限公司(下称广州数控)总经理助理蒋米仁判断,国内做四轴以上机器人的不多,销量最多在三四千台左右。

  但这三四千台的出货量,已经挑动了四大家族的神经。曾苦于缺乏议价能力的张高强就发现,公司的几大供应商无论是安川还是ABB和库卡,都推出了不少降价措施,有些幅度还比较大。

  一位国内机器人企业高管也证实,有些国外的企业对中国有些比较热销的国产型号,比如说8KG六关节机器人还在逐步进行打压,将同型号价格调低,或者在一些主推领域给一些优惠。他坦承,外资巨头的上述针对性措施,对我们这些国内企业还是有一些压力的。

  进击2025

  对中国制造2025来说,仅有智能制造远远不够,无论是出自工业强基的要求,还是从业者对在市场中占据主导地位的需求,具有自主知识产权的国产品牌机器人,才是种种相关政策的重点发展对象。

  《指导意见》提出,到2020年,要形成较为完善的工业机器人产业体系,培育3家-5家具有国际竞争力的龙头企业和8个-10个配套产业集群,并将在高端市场的产品占有率目标定为45%。

  一项针对汽车、机械加工、电子等主要机器人用户的调查显示,虽然销量排名前十位的机器人品牌全部来自国外,但购买者最感兴趣的十大机器人品牌中,广州数控,沈阳新松、南京埃期顿等国内品牌均有一席之地,分别为第五位、第六位和第九位。

  对此,蒋米仁表示,有些企业主还是有民族产业精神的。他透露,(用户)对我们国内的企业,一开始有些小故障不愿意用的情况存在,但是只要服务跟上,不要拖它的生产效率,他们还是愿意用。

  毕竟中国的中小企业还是大多数,物美价廉是一方面,服务相对国外也比较及时,国外是觉得服务是一定要额外付费的,国内的很多企业也有买得起用不起的问题存在。

  这种与使用者保持密切接触的做法,是蒋米仁眼中广州数控的成功经验。不仅是产学研,应该是产学研用一体化。由企业把终端用户带入整个研发生产体系,时不时去跟踪,反推产品存在的问题,才能更加贴近市场。

  2014年,广州数控宣布攻克了减速器难关,自此掌握了被国外垄断的工业机器人本体制造的全套核心技术。现在我们被发改委、工信部认定是最有希望首批实现自有技术批量生产的企业。

  蒋米仁透露,广州数控今年有望达到千台出货量,这也是机器人制造企业实现盈利的临界点;未来的计划则与《指导意见》十分相近将市场占有量做到3万台,占据中国40%的工业机器人市场。

  在接受记者采访时,蒋仕元曾经提到,减速器和控制器应用不过关,是限制国产机器人质量水平的最大因素。

  除了广州数控这样的整机生产企业,不少企业也正在专注于机器人关键零部件的研发。

  以减速器为例,南通振康焊接电机有限公司(下称南通振康)已在2014年实现机器人用减速器的批量生产,包括ABB、库卡、发那科在内的一些大型外资厂商,以及国内企业埃夫特、埃期顿等,都已下单试用。

  集成企业同样开始向专业化方向发展。机器人应用领域非常广,焊接、喷涂、打磨的重力感应,应用性的关键技术,要融合到产品中还是要更完美一点。原来多数是自动化企业或数控企业转型,但在设计和施工过程,特别是设计生产工序时,要跟工艺整合起来,除了自动化生产线的经验,在各个应用领域比如化工、焊接、喷涂方面的经验要求也很高。今后会发展出很多小精专的集成商。蒋米仁指出。

  对于原本就擅长物流分拣的力生公司来说,生产企业的包装码垛工序,特别是带有视觉感应的智能化分拣包装,以及远程系统控制,正是他们未来计划的主攻方向。

  比如说视觉,产品的包装可能有2公斤的、5公斤的等不同规格,带有视觉感应的机器人只要一看,就可以知道用什么样的规格进行包装,不用再进行人工操作,这才叫智能化。

  尽管视觉感应、远程控制等在国外的工业制造企业中已经应用较为普遍,但受限于价格,在国内还并未普及。蒋仕元介绍称,最便宜的视觉装置可能是3万元,要求高需要精准抓取的话,就要好几万元了。但他强调,要真正实现智能化生产,机器人要能够适应更多规格的产品和更多的工种。

  钱晖也重点向记者介绍了发那科的视觉感应,目前全球最先进的我们叫三维视觉。打比方说,没有视觉的上下料,要让工人先一个个取出来,放到一个输送线上面,机器人才可能放到机床上去。我们现在的三维视觉,可以有不同的物料都放在同一个料筐里面,机器人都可以自行抓取,甚至还可以自己判断角度。

  除了视觉,在钱晖看来,要提升机器人控制器的能力,植入大量远程应用程序,是机器人产业未来的另一大发展方向。实现中国制造2025也好,工业4.0也好,我们的智能化管理,就要由原本的车间级,延升至设备级甚至物料级。系统的智能化程度,决定了未来生产的智能化程度。

  外资企业最重视的这两大发展方向,也正是国内企业大力发展的部分。像我们也在做一些数字化的车间,通过传感技术、工业以太网技术联动起来,借助总控台来指挥设备运动。此外,公司还在研制远程故障诊断技术,实现设备远程故障排除等功能。蒋米仁说。

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