工業機器人是“中國制造2025”計劃確定的重點發展領域。
寧波市“科技創新2025”首批8個重大專項已啟動實施,包括機器人與高端裝備專項、新能源汽車專項、高性能電機與高檔數控機床專項等等,為寧波建設國家自主創新示范區提供強有力的支撐。
未來幾年,寧波工業機器人產業如何高質量發展?
以下是我們調研后獲知的總體情況和幾點思考建議。
01
整體市場情況
目前,全球正在使用的工業機器人超過 150 萬臺。到2018年,預計將突破 230萬臺。
工業機器人“四大家族”——日本發那科(Fanuc)、瑞士ABB、日本安川(Yaskawa)、德國庫卡(KUKA)在全球市場中的占有率分別為17.3%、15.7%、12.9%、12.1%,合計達58%;
相比之下,國產工業機器人在全球范圍內的市場占有率較低,合計約占9.7%。
國內市場來看,我國已連續5年成為工業機器人的最大消費市場,約1/3的全球工業機器人被安裝在中國。
據統計,2017年我國工業機器人產量為13.1萬臺,同比增長51%。預測2018年至2020年,國產工業機器人銷量將分別達到16萬臺、19.5萬臺和23.8萬臺。
即使以每年20%的增長率測算,過半的國內市場空間仍由外資品牌占領。
02
夾縫生存,重點突圍
當前,國產工業機器人遍地開花,創意無窮,實現了從0到1的巨大跨越。
作為后來者,掣肘國產工業機器人發展的依舊是三大核心零部件(減速器、控制器、伺服電機),但技術差距和世界一流生產企業正在逐步縮小。
減速器主要分為諧波減速器和RV減速器。國產的諧波減速器已經能夠滿足生產需求,但RV減速器在精度和壽命上與進口產品相比尚有差距。
最近,寧波中大力得公司與廣東伯朗特公司簽訂3萬臺RV減速器訂單,有望在RV減速器領域逐步放量。
國產控制器與進口產品在技術指標上已經非常接近,且更具性價比優勢。
目前,寧波慈星股份與深圳固高科技共同出資成立的蕪湖固高自動化技術有限公司,已經實現控制器的進口替代;由“國千”專家甘中學在寧波創辦的浙江智昌實業公司,也研發出了控制器,向日本川崎機器人公司供給產品。
但在伺服電機和本體制造方面,國產工業機器人仍集中于中低端應用。寧波菲仕電機公司生產的伺服電機主要用于數控機床和低端工業機器人,在高端工業機器人的應用上,還不足以滿足質量要求。
系統集成服務是國內發展最快但競爭最激烈的一個分支領域。系統集成商通常專注于特定行業,難以跨業拓展形成規模效應。在盈利能力上,多數企業生毛利水平不高,寧波的系統集成服務企業也不例外。
03
“我有需求,但不用你”
和
“我有產品,但你不用”
在智能制造升級的背景下,企業迫切需要智能升級的同時卻對國產機器人缺乏信心。
比如寧波奧克斯智能工廠,其投入的4套全自動生產線,采用的是進口氦檢和自動碼垛機、日本日高精沖片機、全自動插件檢測線和德國瓦格納環保噴涂線,瑞士ABB的多關節機械臂也進入了調試階段。
即使成本更高,依然優先選擇國外設備。這樣的市場供需矛盾,阻礙了國產工業機器人向高質量發展的進程。
a.技術創新短板是一個惡性循環
對于設備生產者來說,缺乏應用機會,大大增加了技術進步的難度和時間成本。事實上,下游生產企業期待使用國產設備,但國產工業機器人的精確度、穩定性不足又讓生產企業望而卻步。
國產工業機器人重復定位精度是0.08毫米-0.03毫米,國外工業機器人重復定位精度是0.015毫米-0.01毫米。差距微小,但決定了成品的質量高低。
精確度的不足,還體現在智能設備的生產數據采集能力上。國產設備采集數據不穩定、不準確,直接影響企業決策。
穩定性方面,國產工業機器人也出現過使用1個月就無法運轉的情況,讓生產企業不得不轉而投向使用周期更長、后期維修服務質量更高的國外工業機器人。
b.下游市場偏見
生產企業下游客戶的訴求是另一方面因素。高質量的設備才能生產出高質量的產品。
即使國產的設備能夠生產出相同質量的產品,一家擁有國外高精密生產設備的企業,對下游客戶來說更具實力保證。
這樣的市場環境,倒逼著生產企業傾向于采購國外先進設備,來獲取下游市場訂單。
c.產品渠道相對缺失
工業機器人產業不缺研發人才和政策支持,缺的是經營人才和品牌推廣、渠道建設能力。
這一點和美國的工業機器人產業較為相似。美國的工業機器人產業技術實力相當強大,比如波士頓動力的研發實力實屬世界一流,但由于缺乏整機廠、品牌和渠道推廣,其工業機器人技術主要被應用于軍用和航天等特殊領域,通用領域市場發展并不完善。
盡管一直在提倡產學研相結合,加速技術轉化,比如以技術入股的形式,來明確核心技術和資金投入、運營投入的關系,實現資源的互補,進行企業化運作。
但實踐證明,真正能把多種要素關系處理好并實現產業化的項目,少之又少。
04
幾點思考和建議
德國“工業4.0”計劃,其特點是企業自發的,自下而上的升級過程。
相比之下,“中國制造2025”,則更傾向于自上而下的大變革。區別在于德國的規劃路徑中,現有資源如何整合是關鍵。國內的智能化發展,更多的是如何執行。
截止到目前,全國有67個產業園區布局機器人產業(如表1),珠三角地區、長三角地區、京津冀地區發展最為迅速。
這些地區出臺了一批人工智能產業扶持政策,但規劃思路相似,難以差異化發展。
表1 全國重點機器人產業園
對此,寧波該怎樣因地制宜發展工業機器人產業,我們建議如下:
a.產業政策向前沿技術傾斜
面對下一代技術布局,全世界都處在較為相似的水平,這是國產工業機器人的機遇。其核心就是由“孤”到“融”,實現人機協作。
第一步,高精度、柔順性。“工業機器人急需向人類‘學習’智能和柔順性”,要在操作靈活性、整體協調性、個性化服務等方面有一個真正的突破。
第二步,逐步“機器換人”轉變到“機器助人”、“工廠要人”和“智能學人”。現在的工業機器人需要固定其運動軌跡,來保證作業者的安全性。
而新一代智能工業機器人將采用聲吶、攝像頭或者其他物流網技術感知工作環境是否有人,如有碰撞會自動減慢速度或者停止運作。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究團隊在人機協作方面,已有部分成果。建議我市相關產業政策能夠對前沿技術有更多的傾斜和支持,集中精力共同培育下一代工業機器人。
b.鼓勵切入細分領域,發揮大企業引領作用
工業機器人技術發展最快的主要有兩類參與者:
一是設備制造或核心零部件企業,比如寧波中大力德公司,其特點是技術的通用、通產;
另一類,是終端產品制造企業,比如寧波舜宇光學,其特點是裝備研發基于行業特色工藝。
第二類參與者在工業機器人應用之路的探索成果,也同樣值得重視。
舜宇光學在實際生產中,發現國外的一流設備也無法滿足其高精度的生產需求。基于對自身生產工藝的深度了解和把握,舜宇已經研發出了具有行業特色的高精度智能生產設備。下一步,舜宇期望能通過這樣的精尖技術,整合上下游資源,服務更多行業內中小企業。
除此之外,國外的大型機器人產品在家電、傳統輕工業等領域都可能會出現“水土不服”的情況。對于帶有行業特性的高端裝備,如何培育和推廣需要更多的實地調研和探討。
c.鼓勵拓展渠道,先“引進來”再“走出去”
未來三到五年內,工業機器人產業鏈的環節必會發生大規模的整合和洗牌,技術的和市場一條腿都不能缺。據不完全統計,2017年工業機器人行業兼并購大事件約61起。
2016年美的收購庫卡, 最大意義是獲得了庫卡的品牌和應用渠道,使國內廠家的減速器、伺服電機、控制器可以得到工業機器人整機廠的支持。
南京埃斯頓作為全產業鏈的代表,也基本確立了外延式的發展路線。
核心部件收購英國Trio(全球運控前十大品牌供應商之一);智能化方向參股意大利公司Euclid和美國Barrett Technology;系統集成方面則收購了普萊克斯、南京鋒遠和德國M.A.i。
這些收購標的規模都相對較小,除了整合難度大大降低外,更主要的是看中技術內核和業務、銷售渠道的高度互補性,為企業實現“1+1 >2”的收購效應。
作為寧波企業進軍自動化的典型案例,均勝電子子公司德國普瑞以1430萬歐元收購德國IMA公司,已經樹立成功榜樣。IMA公司在工業機器人細分市場處于全球領先地位,客戶包括汽車、電子、醫療和快速消費品領域的跨國集團。
這項收購,使得均勝電子在原有工業機器人項目基礎上,整合了具有全球競爭優勢的生產、銷售、服務資源,正式邁入“工業機器人戰略”實質性拓展階段。
類似均勝電子,以開放的心態積極對接優質企業,鼓勵并購式成長,也不失為培育方式之一。
d.穿針引線,建立企業和專家數據庫
信息不對稱,是阻礙產業發展很重要的原因。舉辦論壇和峰會等,為企業家和專家坐在一起交流實際問題提供了機會。但接下去要思考的是,如何把集體面對面的關系轉化成一對一的交流,甚至保持常態化的聯系和信息互通。
政府在這個環節,應該發揮協調和整合作用。比如,主導或參與建立企業和專家資源庫或數據庫。一方面,使得政府在挖掘潛力企業等工作中更有效率;另一方面,也大大拉近了“產”和“研”的距離,加速成果轉化。
e.風險共擔、利益共享
首臺(套)重大技術裝備保險補償機制是保險的一個重大創新。但從調研結果來看,多種因素導致了其市場推廣的局限性。
一個原因是對于共保體內的保險公司來說,重大裝備的試用有較多不確定性,風險收益配比不足以鼓勵保險公司對這項補償機制進行廣泛宣傳。
建議我市將工業機器人生產企業和保險公司同時納入風險公擔機制,并繼續擴大本土設備、本土應用的政策扶持。
一方面倒逼工業機器人生產企業進行技術改造、加強后期維護服務;另一方面,也能夠為生產企業爭取到本土市場應用試點。
另外,寧波雖是全國首個保險創新綜合示范區,但首臺(套)保險產品本身宣傳過于局限在幾家共保體內的保險公司,缺乏市場宣傳,建議逐步放開各家保險公司參與渠道,積極引導社會力量傳播保險創新產品,讓更多的企業了解產品、使用產品。
f.積極與海外高校、研究機構建立聯系,進行項目合作
香港將同內地加強科技合作,成為國際創新科技中心。
寧波應借此契機,探索利用香港“寧波幫”積極聯系香港高校和研究機構,在資金、項目、科研、人才等多方面展開合作。
在此之前,粵港澳地區憑著區位優勢,已經率先展開兩地合作。比如廣東東莞機器人產業培育方式就值得寧波學習和借鑒。
目前,東莞松山湖已經培育起兩個較大的機器人生態圈,分別是采用傳統新型研發機構模式的廣東智能機器人研究院生態圈和采用市場配置資源模式的松山湖國際機器人產業基地生態圈。
其中,松山湖國際機器人產業基地的成功,離不開李澤湘團隊的大力支持和孵化,其背后是整個香港科技大學為其提供人才、資金、項目的支撐,將兩地的優質項目落地園區、孵化于園區。
除香港科大外,香港中文大學、香港城市大學都在深圳設立了機器人產業研究中心,推出一系列成果、培育一大批人才。
寧波也要充分利用好“海外人才離岸創新創業基地”平臺。與國外大學展開合作或成立離岸研究室都是可選的方向之一。
德國卡爾斯魯厄理工學院(簡稱KIT)是國際公認的頂尖理工科大學之一,在自然科學和工程技術等領域享有盛譽。其信息系統技術研究中心重點研究機器智能、機器人及自動化技術等重大前沿問題。目前與清華大學、上海交通大學、北京理工大學、同濟大學、大連理工大學都有展開雙向合作。
據了解,德國有不少項目、研究院愿意與寧波企業展開雙向合作。
比如,在余姚召開的第五屆中國機器人峰會上,邀請來的張建偉教授,畢業于德國卡爾斯魯厄大學計算機系,主攻機器人方向,現為德國漢堡大學信息學科學系教授、德國漢堡科學院院士。
建議牢牢把握這些專家資源,通過深入接洽,積極挖掘雙向合作空間,把優質平臺和政策真正落到實處。
另外,建議我市及時出擊,對接臺灣工業技術研究院資源。該研究院除了電子光電系統有領先研究成果外,其機電與機械研究所在智慧機械與機器人及相關智能化領域都有成熟的研發成果值得交流和學習。
來源:國研東海分院
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