面對優(yōu)勢明顯的四大機器人家族,國產(chǎn)工業(yè)機器人有哪幾個短板?

時間:2019-04-22

來源:機器人庫

導語:?隨著智能制造時代來臨,人口紅利逐漸消失,“機器換人”浪潮的興起導致大量企業(yè)進入機器人行業(yè)。而以瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川電機為首的工業(yè)機器人“四大家族”占據(jù)了中國機器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場份額,幾乎壟斷了機器人制造、焊接等高端領域。并且,他們還在猛增產(chǎn)能。

隨著智能制造時代來臨,人口紅利逐漸消失,“機器換人”浪潮的興起導致大量企業(yè)進入機器人行業(yè)。而以瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川電機為首的工業(yè)機器人“四大家族”占據(jù)了中國機器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場份額,幾乎壟斷了機器人制造、焊接等高端領域。并且,他們還在猛增產(chǎn)能。 

內(nèi)憂外患,雙重夾擊,國產(chǎn)工業(yè)機器人面臨著嚴峻的考驗。一場圍繞機器人霸主的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)打響。

然而,一個不爭的事實是,國內(nèi)工業(yè)機器人和“四大家族”的差距遠比想象的還要大。

國內(nèi)工業(yè)機器人和四大家族的差距還有多大

國產(chǎn)機器人究竟差在哪里?

從成本上來講,目前一個機器人的成本構成大約35%是減速器,20%是伺服電機,15%是控制系統(tǒng),而本體加工的價值只占15%左右,其他的部分主要就是集成應用。控制器就像機器人的大腦,可以發(fā)布和傳遞動作指令,主要包括硬件和軟件兩部分,減速機和伺服電機在機器人中用作執(zhí)行單元,是影響機器人工作性能的主要因素。一般認為,這是工業(yè)機器人技術難度最大、最核心的幾種零部件。

我國工業(yè)機器人核心零部件嚴重依賴進口。以減速器為例,目前全球75%的減速器市場被日本的哈默納科和納博控制,而納博一家就約占60%的份額。該公司是世界上頂尖的專業(yè)機器人用精密擺線針輪減速機制造商,其核心產(chǎn)品為精密減速機RV系列。精密減速器制造,投資大、技術難度高,有很高的壁壘。

除了核心零部件技術缺失的短板之外,系統(tǒng)集成能力不足也是造成國產(chǎn)機器人差距的重要因素。在上海機器人產(chǎn)業(yè)技術研究院副院長、上海大學教授郭帥看來,“工業(yè)機器人除了精度、速度、剛度性能指標外,機器人的安全性和可靠性尤為重要”。郭帥舉例子說,根據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)工業(yè)機器人平均無故障時間是8000小時,而四大家族則高達8萬小時。機器人可靠性的提升,不僅僅靠幾個關鍵部件就能保證的,而是靠機械、軟件、電氣、控制和傳感等一系列的集成方案。事實上,盡管采用同樣的關鍵零部件,國內(nèi)也難有廠商可以做出媲美四大家族的機器人。在汽車產(chǎn)線中需要數(shù)百臺工業(yè)機器人協(xié)同工作,機器人故障率差距使得汽車生產(chǎn)線很少大批量用國內(nèi)的機器人。因此可靠性方面,整體上國內(nèi)和四大家族的差距遠遠不止一個數(shù)量級。

另外,國內(nèi)工業(yè)機器人和四大家族不只是硬件有差距,“軟件”上的差距也同樣不容忽視。

控制器相當于機器人的“大腦”,而軟件相當于語言,把“大腦”的想法傳遞出去,伺服電機相當于肌肉,執(zhí)行來自大腦的指令。機器人完成每一個動作,都需要控制器、控制軟件和伺服電機三方協(xié)同作戰(zhàn)。高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統(tǒng),通過底層算法,實現(xiàn)高動態(tài)多軸非線性條件下的精密控制,機器人響應速度更快、定位更準確。雖然四大家族的伺服系統(tǒng)、減速器等關鍵部件對全球市場都是開放的,但對核心算法一直秘而不宣。曾有人將2015年國產(chǎn)機器人與ABB在2005年生產(chǎn)出的產(chǎn)品進行比較,得出的結果是:ABB產(chǎn)品在某些方面更突出。由于我國始終未能掌握工業(yè)機器人核心控制器的核心算法,導致國產(chǎn)工業(yè)機器人“大腦”不夠聰明,在穩(wěn)定性、故障率、易用性等關鍵指標遠不如四大家族。國產(chǎn)機器人對那些不需要高精度的機器人產(chǎn)品來說尚可使用,但是如果想要應用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領域,國產(chǎn)機器人就難免心有余而力不足。

此外,機器人作為智能制造的工具,對制造工藝的理解不足,也導致國產(chǎn)機器人集成應用端的綜合競爭力薄弱。

“國外企業(yè)經(jīng)過近半個世紀的技術沉淀,對于制造工藝的理解和算法的優(yōu)化并不是國內(nèi)幾年時間就能追趕上的?!惫鶐浾J為,這不是一個一蹴而就的產(chǎn)業(yè),國內(nèi)工業(yè)機器人要想擠進世界機器人舞臺的中央,還有很遠的路要走。

還有一片“處女地”

和工業(yè)機器人的艱難前行相比,國內(nèi)的服務機器人則是另一番景象。

掃地機器人、早教機器人、跳舞機器人、康復機器人……雖然“長相”各異,但借助語音理解、視覺識別等人工智能技術的嵌入,它們正變得越來越“聰明”,應用場景也越來越多元,已經(jīng)逐漸進入現(xiàn)代人居家生活。據(jù)工信部統(tǒng)計,我國涉及機器人生產(chǎn)的企業(yè)已逾1000家,各地還出現(xiàn)了50多個以發(fā)展機器人為主的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。曲道奎也認為:“智能教育,未來醫(yī)療、健康以及家庭服務等,未來機器人跟我們的整個生活的關聯(lián)和起到的作用將比制造業(yè)更加深遠,服務類、消費類的機器人未來作用巨大,具有廣闊的市場空間。”

然而,伴隨繁榮的通常也是亂象。用“一面是海水,一面是火焰”這句話形容現(xiàn)階段的服務機器人行業(yè),再合適不過。有消息稱,今年6月,上海棠寶機器人受母公司棠棣信息影響,由于資金鏈斷裂深陷倒閉風波。這樣的案例不是個例,服務機器人是偽需求的聲音也越來越多。

“服務機器人不是偽需求,而是需求沒有挖掘透?!币醇夹g驅(qū)動需求,要么需求拉動技術。而目前的國內(nèi)服務機器人市場,技術還遠沒有達到驅(qū)動需求的地步。

郭帥表示,服務機器人技術層面對于核心零部件的要求并沒有工業(yè)機器人那么嚴格,和垂直行業(yè)、場景的深度融合才是最為關鍵的,本土企業(yè)更容易結合特定的環(huán)境和文化進行開發(fā)占據(jù)良好的市場定位,這是國外巨頭難以切入國內(nèi)市場的原因,也正是國內(nèi)機器人行業(yè)的機會。另一方面,外國的服務機器人公司也屬于新興產(chǎn)業(yè),大部分成立的時候還比較短,因而我國的服務機器人依然是機器人領域的一塊“處女地”。

無論是工業(yè)機器人還是服務機器人,都是人才和技術高度密集的產(chǎn)業(yè)。當泡沫消退,真正炒作概念、沒有核心技術、不了解市場的企業(yè)將被無情淘汰。業(yè)內(nèi)的共識是,專用型機器人將代表服務機器人的未來,其中醫(yī)用和物流用途機器人將是增長潛力最大的兩類。

達芬奇手術機器人就是一種醫(yī)療服務機器人,從誕生起已在醫(yī)院執(zhí)行了成千上萬次手術,它可用于各種手術,范圍從心臟瓣膜修復到腫瘤切除,甚至已經(jīng)具備了縫葡萄皮的精確能力。雖然售價高達千萬人民幣,但進博會上已成為國內(nèi)各大醫(yī)院爭相競購的熱門產(chǎn)品。

在未來的服務機器人市場,無論是“大而全”型企業(yè),還是面向細分行業(yè)“小而精”的公司,找準定位,都會有自己的生存空間。


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