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工业机器人,宁波如何玩转?

日期:2018-09-02 来源:信息化建设指导网 作者:管理员
关键字:工业机器人
工业机器人是“中国制造2025”计划确定的重点发展领域。宁波市“科技创新2025”首批8个重大专项已启动实施,包括机器人与高端装备专项、新能源汽车专项、高性能电机与高档数控机床专项等等,为宁波建设国家自主创新示范区提供强有力的支撑。未来几年,宁波工业机器人产业

工业机器人是“中国制造2025”计划确定的重点发展领域。

宁波市“科技创新2025”首批8个重大专项已启动实施,包括机器人与高端装备专项、新能源汽车专项、高性能电机与高档数控机床专项等等,为宁波建设国家自主创新示范区提供强有力的支撑。

未来几年,宁波工业机器人产业如何高质量发展?

以下是我们调研后获知的总体情况和几点思考建议。

01

整体市场情况

目前,全球正在使用的工业机器人超过 150 万台。到2018年,预计将突破 230万台。

工业机器人“四大家族”——日本发那科(Fanuc)、瑞士ABB、日本安川(Yaskawa)、德国库卡(KUKA)在全球市场中的占有率分别为17.3%、15.7%、12.9%、12.1%,合计达58%;

相比之下,国产工业机器人在全球范围内的市场占有率较低,合计约占9.7%。

国内市场来看,我国已连续5年成为工业机器人的最大消费市场,约1/3的全球工业机器人被安装在中国。

据统计,2017年我国工业机器人产量为13.1万台,同比增长51%。预测2018年至2020年,国产工业机器人销量将分别达到16万台、19.5万台和23.8万台。

即使以每年20%的增长率测算,过半的国内市场空间仍由外资品牌占领。

02

夹缝生存,重点突围

当前,国产工业机器人遍地开花,创意无穷,实现了从0到1的巨大跨越。

作为后来者,掣肘国产工业机器人发展的依旧是三大核心零部件(减速器、控制器、伺服电机),但技术差距和世界一流生产企业正在逐步缩小。

减速器主要分为谐波减速器和RV减速器。国产的谐波减速器已经能够满足生产需求,但RV减速器在精度和寿命上与进口产品相比尚有差距。

最近,宁波中大力得公司与广东伯朗特公司签订3万台RV减速器订单,有望在RV减速器领域逐步放量。

国产控制器与进口产品在技术指标上已经非常接近,且更具性价比优势。

目前,宁波慈星股份与深圳固高科技共同出资成立的芜湖固高自动化技术有限公司,已经实现控制器的进口替代;由“国千”专家甘中学在宁波创办的浙江智昌实业公司,也研发出了控制器,向日本川崎机器人公司供给产品。

但在伺服电机和本体制造方面,国产工业机器人仍集中于中低端应用。宁波菲仕电机公司生产的伺服电机主要用于数控机床和低端工业机器人,在高端工业机器人的应用上,还不足以满足质量要求。

系统集成服务是国内发展最快但竞争最激烈的一个分支领域。系统集成商通常专注于特定行业,难以跨业拓展形成规模效应。在盈利能力上,多数企业生毛利水平不高,宁波的系统集成服务企业也不例外。

03

“我有需求,但不用你”

“我有产品,但你不用”

在智能制造升级的背景下,企业迫切需要智能升级的同时却对国产机器人缺乏信心。

比如宁波奥克斯智能工厂,其投入的4套全自动生产线,采用的是进口氦检和自动码垛机、日本日高精冲片机、全自动插件检测线和德国瓦格纳环保喷涂线,瑞士ABB的多关节机械臂也进入了调试阶段。

即使成本更高,依然优先选择国外设备。这样的市场供需矛盾,阻碍了国产工业机器人向高质量发展的进程。

a.技术创新短板是一个恶性循环

对于设备生产者来说,缺乏应用机会,大大增加了技术进步的难度和时间成本。事实上,下游生产企业期待使用国产设备,但国产工业机器人的精确度、稳定性不足又让生产企业望而却步。

国产工业机器人重复定位精度是0.08毫米-0.03毫米,国外工业机器人重复定位精度是0.015毫米-0.01毫米。差距微小,但决定了成品的质量高低。

精确度的不足,还体现在智能设备的生产数据采集能力上。国产设备采集数据不稳定、不准确,直接影响企业决策。

稳定性方面,国产工业机器人也出现过使用1个月就无法运转的情况,让生产企业不得不转而投向使用周期更长、后期维修服务质量更高的国外工业机器人。

b.下游市场偏见

生产企业下游客户的诉求是另一方面因素。高质量的设备才能生产出高质量的产品。

即使国产的设备能够生产出相同质量的产品,一家拥有国外高精密生产设备的企业,对下游客户来说更具实力保证。

这样的市场环境,倒逼着生产企业倾向于采购国外先进设备,来获取下游市场订单。

c.产品渠道相对缺失

工业机器人产业不缺研发人才和政策支持,缺的是经营人才和品牌推广、渠道建设能力。

这一点和美国的工业机器人产业较为相似。美国的工业机器人产业技术实力相当强大,比如波士顿动力的研发实力实属世界一流,但由于缺乏整机厂、品牌和渠道推广,其工业机器人技术主要被应用于军用和航天等特殊领域,通用领域市场发展并不完善。

尽管一直在提倡产学研相结合,加速技术转化,比如以技术入股的形式,来明确核心技术和资金投入、运营投入的关系,实现资源的互补,进行企业化运作。

但实践证明,真正能把多种要素关系处理好并实现产业化的项目,少之又少。

04

几点思考和建议

德国“工业4.0”计划,其特点是企业自发的,自下而上的升级过程。

相比之下,“中国制造2025”,则更倾向于自上而下的大变革。区别在于德国的规划路径中,现有资源如何整合是关键。国内的智能化发展,更多的是如何执行。

截止到目前,全国有67个产业园区布局机器人产业(如表1),珠三角地区、长三角地区、京津冀地区发展最为迅速。

这些地区出台了一批人工智能产业扶持政策,但规划思路相似,难以差异化发展。

表1 全国重点机器人产业园

对此,宁波该怎样因地制宜发展工业机器人产业,我们建议如下:

a.产业政策向前沿技术倾斜

面对下一代技术布局,全世界都处在较为相似的水平,这是国产工业机器人的机遇。其核心就是由“孤”到“融”,实现人机协作。

第一步,高精度、柔顺性。“工业机器人急需向人类‘学习’智能和柔顺性”,要在操作灵活性、整体协调性、个性化服务等方面有一个真正的突破。

第二步,逐步“机器换人”转变到“机器助人”、“工厂要人”和“智能学人”。现在的工业机器人需要固定其运动轨迹,来保证作业者的安全性。

而新一代智能工业机器人将采用声呐、摄像头或者其他物流网技术感知工作环境是否有人,如有碰撞会自动减慢速度或者停止运作。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究团队在人机协作方面,已有部分成果。建议我市相关产业政策能够对前沿技术有更多的倾斜和支持,集中精力共同培育下一代工业机器人。

b.鼓励切入细分领域,发挥大企业引领作用

工业机器人技术发展最快的主要有两类参与者:

一是设备制造或核心零部件企业,比如宁波中大力德公司,其特点是技术的通用、通产;

另一类,是终端产品制造企业,比如宁波舜宇光学,其特点是装备研发基于行业特色工艺。

第二类参与者在工业机器人应用之路的探索成果,也同样值得重视。

舜宇光学在实际生产中,发现国外的一流设备也无法满足其高精度的生产需求。基于对自身生产工艺的深度了解和把握,舜宇已经研发出了具有行业特色的高精度智能生产设备。下一步,舜宇期望能通过这样的精尖技术,整合上下游资源,服务更多行业内中小企业。

除此之外,国外的大型机器人产品在家电、传统轻工业等领域都可能会出现“水土不服”的情况。对于带有行业特性的高端装备,如何培育和推广需要更多的实地调研和探讨。

c.鼓励拓展渠道,先“引进来”再“走出去”

未来三到五年内,工业机器人产业链的环节必会发生大规模的整合和洗牌,技术的和市场一条腿都不能缺。据不完全统计,2017年工业机器人行业兼并购大事件约61起。

2016年美的收购库卡, 最大意义是获得了库卡的品牌和应用渠道,使国内厂家的减速器、伺服电机、控制器可以得到工业机器人整机厂的支持。

南京埃斯顿作为全产业链的代表,也基本确立了外延式的发展路线。

核心部件收购英国Trio(全球运控前十大品牌供应商之一);智能化方向参股意大利公司Euclid和美国Barrett Technology;系统集成方面则收购了普莱克斯、南京锋远和德国M.A.i。

这些收购标的规模都相对较小,除了整合难度大大降低外,更主要的是看中技术内核和业务、销售渠道的高度互补性,为企业实现“1+1 >2”的收购效应。

作为宁波企业进军自动化的典型案例,均胜电子子公司德国普瑞以1430万欧元收购德国IMA公司,已经树立成功榜样。IMA公司在工业机器人细分市场处于全球领先地位,客户包括汽车、电子、医疗和快速消费品领域的跨国集团。

这项收购,使得均胜电子在原有工业机器人项目基础上,整合了具有全球竞争优势的生产、销售、服务资源,正式迈入“工业机器人战略”实质性拓展阶段。

类似均胜电子,以开放的心态积极对接优质企业,鼓励并购式成长,也不失为培育方式之一。

d.穿针引线,建立企业和专家数据库

信息不对称,是阻碍产业发展很重要的原因。举办论坛和峰会等,为企业家和专家坐在一起交流实际问题提供了机会。但接下去要思考的是,如何把集体面对面的关系转化成一对一的交流,甚至保持常态化的联系和信息互通。

政府在这个环节,应该发挥协调和整合作用。比如,主导或参与建立企业和专家资源库或数据库。一方面,使得政府在挖掘潜力企业等工作中更有效率;另一方面,也大大拉近了“产”和“研”的距离,加速成果转化。

e.风险共担、利益共享

首台(套)重大技术装备保险补偿机制是保险的一个重大创新。但从调研结果来看,多种因素导致了其市场推广的局限性。

一个原因是对于共保体内的保险公司来说,重大装备的试用有较多不确定性,风险收益配比不足以鼓励保险公司对这项补偿机制进行广泛宣传。

建议我市将工业机器人生产企业和保险公司同时纳入风险公担机制,并继续扩大本土设备、本土应用的政策扶持。

一方面倒逼工业机器人生产企业进行技术改造、加强后期维护服务;另一方面,也能够为生产企业争取到本土市场应用试点。

另外,宁波虽是全国首个保险创新综合示范区,但首台(套)保险产品本身宣传过于局限在几家共保体内的保险公司,缺乏市场宣传,建议逐步放开各家保险公司参与渠道,积极引导社会力量传播保险创新产品,让更多的企业了解产品、使用产品。

f.积极与海外高校、研究机构建立联系,进行项目合作

香港将同内地加强科技合作,成为国际创新科技中心。

宁波应借此契机,探索利用香港“宁波帮”积极联系香港高校和研究机构,在资金、项目、科研、人才等多方面展开合作。

在此之前,粤港澳地区凭着区位优势,已经率先展开两地合作。比如广东东莞机器人产业培育方式就值得宁波学习和借鉴。

目前,东莞松山湖已经培育起两个较大的机器人生态圈,分别是采用传统新型研发机构模式的广东智能机器人研究院生态圈和采用市场配置资源模式的松山湖国际机器人产业基地生态圈。

其中,松山湖国际机器人产业基地的成功,离不开李泽湘团队的大力支持和孵化,其背后是整个香港科技大学为其提供人才、资金、项目的支撑,将两地的优质项目落地园区、孵化于园区。

除香港科大外,香港中文大学、香港城市大学都在深圳设立了机器人产业研究中心,推出一系列成果、培育一大批人才。

宁波也要充分利用好“海外人才离岸创新创业基地”平台。与国外大学展开合作或成立离岸研究室都是可选的方向之一。

德国卡尔斯鲁厄理工学院(简称KIT)是国际公认的顶尖理工科大学之一,在自然科学和工程技术等领域享有盛誉。其信息系统技术研究中心重点研究机器智能、机器人及自动化技术等重大前沿问题。目前与清华大学、上海交通大学、北京理工大学、同济大学、大连理工大学都有展开双向合作。

据了解,德国有不少项目、研究院愿意与宁波企业展开双向合作。

比如,在余姚召开的第五届中国机器人峰会上,邀请来的张建伟教授,毕业于德国卡尔斯鲁厄大学计算机系,主攻机器人方向,现为德国汉堡大学信息学科学系教授、德国汉堡科学院院士。

建议牢牢把握这些专家资源,通过深入接洽,积极挖掘双向合作空间,把优质平台和政策真正落到实处。

另外,建议我市及时出击,对接台湾工业技术研究院资源。该研究院除了电子光电系统有领先研究成果外,其机电与机械研究所在智慧机械与机器人及相关智能化领域都有成熟的研发成果值得交流和学习。


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