從全球三巨頭看國產機器人本體未來發展路徑

　　目前，中國已超越韓國和日本，成為全球第一大機器人市場，但相對美、日、韓等國而言，國內機器人技術還是不成熟，本土企業發展還是比較困難，73%的中國市場都是被國外企業占領。日前，東莞市機器人技術協會副會長羅百輝應邀到企業講解機器人技術，重點介紹了幾個全球性機器人本體公司，包括德國的庫卡，日本的安川和美國的ADEPT。

　　1.庫卡：“最純粹”的機器人企業

　　庫卡是德國機器人公司，世界領先的機器人制造商之一。2012年，庫卡總營收為145億元，其中，機器人本體業務營收為60億元，機器人系統集成營收為85億元。

　　庫卡在2007年進行了業務重組，重組后庫卡的業務部分為機器人部和系統集成部，是“最純粹”的機器人企業。

　　庫卡的經營理念是“專注于高增長與高利潤的業務，以達到世界領先水平”。因此在2007年完成其業務重組，專注于其優勢領域--機器人業務。庫卡的機器人本體業務和集成業務水平均為全球領先。

　　近年來庫卡本體業務增速高于集成業務，本體業務營業利潤近年來也高于集成業務，主要原因是中國等新興市場集成業務外包比較多。這點也反應為庫卡機器人本體利潤好于系統集成利潤。

　　2.日本機器人企業的經典案例安川電機

　　安川電機是日本著名的電子機械工程公司，主要業務包括：機器人(Robotics)、運動控制(MotionControl)、系統工程(SystemEngineering)與信息技術(InformationTechnology)。

　　安川電機的業務特點是各個業務部門之間可以相互配合。安川電機是典型的綜合型機器人企業，擁有包括上游零部件生產的運動控制部門在內的機器人產業鏈上的各主要部門。

　　安川電機的MOTOMAN工業機器人是世界上使用最廣泛的工業機器人之一;運動控制部提供各式運動控制、驅動裝置等，以實現高效率與高生產力的生產系統;系統工程為不同類型的工廠提供合適的機器人外圍設備構建，使得安川電機各個業務相互配合緊密。

　　2012年安川電機機器人本體部門收入占總收入的36%，僅次于運動控制部的47%。

　　與庫卡類似，安川各業務變化趨勢顯示公司在不斷整合資源投入主要的運動控制和機器人部，其他業務比例不斷縮小。

　　3.Adept：碩果僅存的美國工業機器人本體企業

　　Adept成立于1983年，產品主要包括AGV小車、SCARA機器人和DELTA并聯機器人。

　　前文將美國機器人行業發展歷程時提到，美國工業機器人本體企業發展的并不好。ADEPT是美國碩果僅存的機器人本體企業，其主要產品AGV小車和DELTA并聯機器人技術非常先進，但是六軸關節機器人很少。

　　Adept的SCARA機器人是日本企業幫忙貼牌生產的，但是Adept的AGV技術非常先進，可以不需要任何巡線;另外，Adept的并聯機器人有個專利，四根連桿(一般并聯機器人三個連桿)加四個電機，加速度大，非常快，但是價格很貴，一般要30萬，發那科和ABB的并聯機器人27萬以內，國內的AGV大概是Adept價格的一半。

　　Adept收入主要來源于本體業務銷售。2012年，超過80%的收入來自于本體業務。這與其產品主要為自動化移動設備或小型機器人有關。

　　國產機器人本體未來發展路徑

　　羅百輝指出，現階段國內機器人廠商在高端領域不能直接與國外企業競爭，國內機器人的成功之道在于打通上下游產業鏈，生產經濟型機器人本體，尤其要突破減速機等關鍵零部件。

　　1.國產機器人本體成功路徑--打通上下游產業鏈

　　國產機器人本體的“成功五要素”：國內機器人本體要發展的好，在“伺服系統”、“控制器”、“核心算法”、“精密減速器”，以及“應用和集成技術”這五大領域至少要有2-3個是擅長的。

　　這五大核心技術被稱為機器人本體的“成功五要素”。國產機器人本體要發展的好，在這五大領域至少要有2-3個是擅長的。首先伺服系統和控制器這兩塊要吃透，然后在核心算法方面需要做到比較好。高精度機械傳動(即減速機)可以采用外購。應用和集成可以本體企業自己實施，也可以給集成商來完成。

　　2.打通上下游產業鏈--“核心零部件”

　　(1)國內機器人各核心零部件現狀

　　現階段雖然核心零部件國內有企業研制出來，但是技術方面與國外有差距，還需要突破，特別是減速機。

　　伺服電機歐美品牌最高端，日本企業的質量也很好，整體來講國外供應商可選擇比較多，議價能力相對弱一些。國內伺服電機進步最大的是埃斯頓、廣數和匯川技術。

　　控制器是國內企業比較拿手的，目前國內做得比較好的企業有固高、眾為興、埃斯頓、廣數等企業，也有哈工大、北航等科研院所。

　　國外機器人企業和納博、Harmonic兩家主要減速機企業，有長期戰略合作伙伴關系，而且它們需要的采購量也大，可以以較低的成本采購減速機。國內企業議價能力弱，采購成本比國外通常貴3-5倍。三大關鍵零部件當中，減速機利潤空間最大，因此實現減速機國產化是國內機器人企業降低本體成本，實現國產機器人本體銷售放量增長的關鍵。

　　需要重點講下貝加萊和KEBA，因為這兩家企業不僅僅可以提供伺服系統和控制器，還可以提供整套機器人系統解決方案，國內很多機器人本體企業剛開始就是依靠貝加萊和KEBA。

　　(2)在所有關鍵零部件中，減速機國產化是重中之重。

　　全球減速機市場容量估計100多億，RV減速機和諧波減速機按數量看，兩者是6：4，RV減速機主要用于20公斤以上的機器人關節，諧波用在20公斤以下機器人關節，RV減速機由于組成零件更復雜，承載強度更高，難度要比諧波減速機大，而且RV減速機生產線投資規模遠大于諧波減速機。世界范圍內RV減速機企業主要包括納博特斯克、Spinea和住友，以納博特斯克為主;諧波主要是Harmonic。

　　國內正在研制減速機，或者打算研制減速機的企業很多，RV減速機企業包括南通振康、秦川發展、山東帥克等，諧波減速機企業包括江蘇綠的和中技克美。目前看諧波減速機可能比較快實現國產化，RV減速機實現國產可能還需要一些時間。如果諧波減速機能夠較快突破，可以配合國內機器人本體企業，滿足國內3C等行業對20公斤以下小型通用六軸機器人強勁需求，推動機器人本體國產化的進程。

　　考慮到國內工藝水平以及企業經驗欠缺，估計未來減速機實現國產化之后，在使用壽命和精度方面仍然會與國際一流產品有一定差距。

　　(3)國內機器人本體企業突破關鍵零部件有兩種思路。

　　思路一：走關鍵零部件自主研發路線，國內南京埃斯頓、廣州數控等企業利用原來在機床數控系統和伺服系統方面的經驗，自主研發機器人控制器和伺服系統。

　　思路二：走深度合作路線，即打通機器人產業上下游。埃夫特等企業，聯合上游關鍵零部件廠商，如固高、南通振康等，共同突破減速機等關鍵零部件。

　　3.打通上下游產業鏈--“機器人本體”

　　與國外類似，國內許多機器人廠商起源于上下游相關產業，且大多在近5年內進入機器人行業。另外，與國外不同的是，新松機器人和博實股份起源于科研院所轉型，是我國進入機器人行業較早的企業。

　　(1)國內外機器人企業關注點不同

　　中外機器人企業關注點不同：國外企業更關注前沿技術的發展，國內企業關注核心零部件的突破以及在低端產能行業中尋求規模突破。

　　國外機器人在國內市場也已經占據了穩固的地位，但是因為國內外對機器人的要求不一樣，國內機器人企業也是有機會的。國外要求機器人可以運營10-15年，但成本很高，國內客戶的可能注重要求在兩年內就可以把成本收回來了。所以中國的機器人市場可能就是對壽命的要求不高，但是對成本收回期要求高。要求把人減下來的同時，回收期越短越好。

　　(2)經濟型本體是主要發展方向

　　在國內外對機器人行業的關注點不同的情況下，經濟型本體是國產機器人本體現階段發展方向，包括低成本的六軸通用機器人和三、四軸專用機器人。從廣義上來講，可以自由編程的自動化設備都算機器人，可以很好地實現人工替代。

　　由于國外機器人行業伴隨汽車行業的成長，而且汽車行業對機器人精度、效率和穩定性要求都非常高。在汽車領域，國內企業短期不能和國外企業競爭。因此，國內企業應側重開發應用于汽車產業以外一般制造業的經濟型機器人。

　　所謂經濟型本體分為兩類：一是國產核心零部件可以突破，國內機器人企業可以批量化生產降低成本的通用六軸關節機器人;二是應用于某一領域的專用機器人。比如，用于電子行業的SCARA機器人、桌面機器人就屬于經濟型本體中的專機。另外，用于機床上下料的桁架機器人也是專機。這類專用機器人通常三、四軸，國外通常稱為機械手。

　　桁架機器人、桌面機器人的等專用機器人，通常可以避開關節零部件受制于國外企業的弊病。例如，桁架機器人關節是并聯，每個關節的誤差不會累計，不像六軸通用機器人那樣關節是串聯的，對每個關節精度要求都很高，每個關節誤差會累計，會導致終端作業誤差很大。因此，專機可以采用精度較低的傳動裝置。

　　(3)可自由編程的自動化設備

　　從廣義上來講，可以自由編程的自動化設備都算機器人，可以很好地實現人工替代。以AGV為例，一臺普通標配的AGV可以抵三個搬運工和一個司機加一臺運輸車，人工替代效果明顯。從2010年開始，國內AGV市場需求成倍增長，預計2014年國內AGV的需求量將達到5萬臺，是2010年的10倍，總裝機量將達到25萬臺，成為全球AGV第一大消費國。目前AGV應用最多的是汽車行業，其次是3C行業。

　　新松機器人的優勢不僅僅在系統集成比較強，而且在嘗試各種類型的自動化設備，新松的AGV已經是拳頭產品，未來可以把其它專用機器人和可編程的自動化設備發展起來，比如真空清潔機械手，以及自動碼垛設備等。