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          工業機器人系統集成現狀分析

          工業機器人系統集成現狀分析
            目前中國工業機器人產業化的模式與美國接近,即本身生產的機器人較少,眾多企業集中于機器人系統集成這一塊。其中原因是工業機器人關鍵零部件的核心技術主要掌握在幾家國際巨頭手中,機器人本體生產成本過高。
            一、機器人系統集成介紹
            1、機器人工業化模式
            工業機器人系統集成商處于機器人產業鏈的下游應用端,為終端客戶提供應用解決方案,其負責工業機器人應用二次開發和周邊自動化配套設備的集成,是工業機器人自動化應用的重要組成。只有機器人本體是不能完成任何工作的,需要通過系統集成之后才能為終端客戶所用。
            相較于機器人本體供應商,機器人系統集成供應商還要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解、相關項目經驗等,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。從產業鏈的角度看,機器人本體(單元)是機器人產業發展的基礎,而下游系統集成則是機器人商業化、大規模普及的關鍵。本體產品由于技術壁壘較高,有一定壟斷性,議價能力比較強,毛利較高。而系統集成的壁壘相對較低,與上下游議價能力較弱,毛利水平不高,但其市場規模要遠遠大于本體市場。
            工業機器人產業化過程中,可以歸納為三種不同的發展模式,即日本模式、歐洲模式和美國模式。
            日本模式:各司其職,分層面完成交鑰匙工程。即機器人制造廠商以開發新型機器人和批量生產優質產品為主要目標,并由其子公司或社會上的工程公司來設計制造各行業所需要的機器人成套系統,并完成交鑰匙工程;
            歐洲模式:一攬子交鑰匙工程。即機器人的生產和用戶所需要的系統設計制造,全部由機器人制造廠商自己完成;
            美國模式:采購與成套設計相結合。美國國內基本上不生產普通的工業機器人,企業需要時機器人通常由工程公司進口,再自行設計、制造配套的外圍設備,完成交鑰匙工程中國與美國類似,機器人公司集中在機器人系統集成領域。
            目前,國內的機器人企業多為系統集成商。根據國際經驗來看,國內的機器人產業發展更接近于美國模式,即以系統集成為主,單元產品外購或貼牌,為客戶提供交鑰匙工程。與單元產品的供應商相比,系統集成商還要具有產品設計能力、項目經驗,并在對用戶行業深刻理解的基礎之上,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
            中國機器人市場基礎低、市場大。中國機器人產業化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式。即美國模式(集成)-日本模式(核心技術)-德國模式(分工合作)。
            2、工業機器人集成產業應用方向
            機器人本體是系統集成的中心,必須與行業應用相結合。系統集成是對機器人本體的二次開發,機器人本體的性能決定了系統集成的水平。國際品牌出于對本體的理解,更清楚怎樣去做整合來充分發揮功能達到客戶的需求。所以系統集成還是以國際品牌為核心,市場大小也是按汽車、3C電子、金屬加工、物流等這樣技術要求高、自動化程度高的行業向技術要求較低、自動化程度較低的行業排列。
            機器人下游最終用戶可以按照行業分為:汽車工業行業和一般工業行業。
            汽車行業自動化程度已經比較高。大部分外資整車廠商的生產線標準及機器人選型是全球統一的。國產機器人難有機會。而在目前國產機器人技術尚未完全成熟的情況下,國產整車廠也不敢貿然使用國產機器人完成重要工位的自動化操作。
            整車廠跟機器人供應商往往有著一二十年的穩定關系。如大眾用KUKA和FANUC,寶馬奔馳等德系用KUKA,通用主要是FANUC,菲亞特用柯馬,白車身和沖壓線主要是ABB,涂裝主要是德國杜爾,豐田本田等日系用安川、川崎等日資品牌,現代起亞只用現代等。對于汽車這種資金、技術密集型大工業來說,穩定性是首要的,定下來的標準不會輕易改變。主要零部件廠為保持一致性,也會優先考慮整車廠使用的機器人品牌。
            汽車是技術密集型產業,整車廠在長期使用機器人的過程中也形成了自己的規則和標準。技術要求高且要契合車廠特有的標準,對系統集成商來說,構成了較高的準入門檻。多數國內集成商主要還是做一些分包或者不太重要的項目,少數已經入圍的系統集成商獲得了先發優勢。
            汽車產業系統集成對資金要求高。汽車項目普遍周期較長,從方案設計、安裝調試到交鑰匙往往需要半年或者一年以上,需要投入大量的人力成本。整車廠也按照項目周期采取分批付款的方式,361或3331較為普遍,集成商采購配套的設施卻往往需要款到發貨或者貨到付款。對系統集成商來說流動資金是比較大的壓力,缺乏資金實力難以承接汽車項目。
            對比機器人密度,中國汽車行業機器人密度為281,而非汽車行業僅為14。與其他國家相比,中國汽車行業的機器人密度為臺灣的1/2,德國的1/4。但中國非汽車行業的機器人密度為臺灣的1/9,德國的1/11。故非汽車行業的潛能巨大。
            汽車產業集成國內企業難以進入,3C行業系統集成是機會。約80%的國內機器人企業集中在系統集成領域。汽車產業格局穩定,面臨商務關系、技術和資金三重壁壘,國內企業難以進入。但在其他行業,尤其是3C行業,國內系統集成企業具有優勢:中國是全球最大的3C制造基地,自動化升級需求強勁,有望超過汽車行業成為第一大機器人市場;3C行業機器人應用多樣,外資品牌難以復制在汽車產業的經驗,國內企業已實現部分反超,是拉近差距的最好機會。
            一般工業中按照行業分類又可以分為食品飲料,石化,金屬加工,醫藥,3C,塑料,白家電、煙草等。
            一般工業中按照應用分為焊接、機床上下料、物料搬運碼垛、打磨、噴涂、裝配等。
            以噴涂應用為例:噴漆作業本身的作業環境惡劣、對噴漆工人技術熟練的高要求以及80、90后們對工作的可選擇性大等一系列的原因,使得噴涂相關的作業人員招工成為難題。利用噴涂機器人進行噴涂作業,除了重復精度高,工作效率高外,還能使工人從惡劣的工作環境中解放出來。
            噴涂機器人已在噴涂領域引起廣泛的重視,并且使用范圍越來越廣,從最先的汽車整車車身制造,應用拓展到汽車儀表、電子電器、搪瓷等領域。
            高工產研機器人研究院(GGII)統計數據顯示,2015年國產噴涂系統集成市場規模達到22.3億元,同比增長39.1%。
            3、工業機器人集成產業規模
            在工業機器人領域,中國企業目前主要的競爭優勢在系統集成方面,中國80%的機器人企業都集中在該領域,隨著系統集成商圍繞機器人做整線集成,機器人等專用設備和電氣原件等的價格逐年下調,國內企業憑性價比和服務優勢逐漸形成替代進口,市場份額穩步上升,現在已經占據了一半的市場,留給中國企業的機會越來越多。
            在過去的產業發展過程中,政府或企業都沒能對系統集成應用引起重視,但這恰恰是智能制造中非常重要的一環,現在越來越多的企業開始意識到了其在獲取客戶、品牌推廣中的重要性,應用市場逐漸被喚醒。
            在補貼政策的刺激下,工業機器人應用市場擴展迅速。汽車制造產業是機器人應用體量最大的行業,占比超過40%,但是隨著汽車行業增速放緩,沖壓、焊裝、涂裝、總裝等集成應用愈發普及,汽車集成系統已經逐漸走向紅海市場,但是在3C、物流自動化等領域依舊是一片藍海。
            工業機器人和系統集成是中國工業自動化發展方向。為推動制造業升級,實現自動化、智能化,國家高度重視機器人產業發展,從研發、采購、應用推廣等方面提供政策資金支持,但機器人無論多么優秀也繞不開系統集成企業。應用集成系統的研發,是機器人產業鏈上利潤最高也是技術門檻最高的環節,近年來,隨著工業機器人產業的火速升溫,機器人系統集成行業也逐年升溫,備受追捧。
            集成系統以零配件和工業機器人為基礎,是未來企業提高生產效率、增加市場競爭力的主要方式之一。一般情況下,系統集成市場規??蛇_機器人本體市場規模的三倍,根據中投顧問產業研究中心預測,2020年機器人本體市場規??蛇_276億左右,集成系統市場規模則有望接近830億元,未來五年年均增速可達20%。
            4、機器集成產業現狀
            機器人系統集成商作為中國機器人市場上的主力軍,普遍規模較小,年產值不高,面臨強大的競爭壓力。根據GGII的數據顯示,截至2014年9月,中國機器人相關企業428家,其中系統集成商就占88%,并且從相關市場數據來看,現階段國內集成商規模都不大,銷售收入1個億以下的企業占大部分,能做到5個億的就是行業的佼佼者,10個億以上的全國范圍屈指可數。
            一般工業是指非汽車行業。目前汽車行業的自動化程度比較高,供應商體系相對穩定。而一般工業的自動化改造需求相對旺盛。全球工業機器人集成從應用角度看"搬運"占比最高。全球工業機器人銷量中,半數機器人用于搬運應用。搬運應用中又可以按照應用場景不同分為拾取裝箱、注塑取件、機床上下料等。按照應用來分,占比前三的應用為搬運50%,焊接28%,組裝9%。
           

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