如今機器人遍布鈑金加工、拋光打磨、噴涂、分揀、包裝碼垛等各個生產工序,在“中國制造”中扮演這重要角色。根據《工業和信息化部關于推進工業機器人產業發展的指導意見》,到2020年,我國要形成較為完善的工業機器人產業體系,培育3家-5家具有國際競爭力的龍頭企業和8個-10個配套產業集群。對此,在用工密集的長三角、珠三角各地,針對“機器換人”項目的補貼政策紛紛出臺。
銀白色待焊車架隨輸送帶停下,紫色的機械手穩穩將其卡住定位,幾臺亮黃色的機器人齊擁而上,瞬間火花四濺,各焊點逐一完成,一分鐘內被送往下一個工作島,同時也迎來下一個待焊車架。
這就是發生在上汽通用武漢工廠的焊裝車間內的日常一幕,該車間2015年剛剛投產,目前擁有452臺機器人,自動化率已高達97%。
在2011年,機器人在中國的銷量還僅有2.2萬臺,到2014年已躍升至5.7萬臺,中國連續兩年穩坐全球機器人市場首位。而機器人從事的工作崗位,也由一開始重體力、重復性以及可能會對人體健康產生影響的工位,慢慢發展成“無人工作島”、“無人生產線”、“無人車間”。
“只要你能想到的行業,都可以用到我們的機器人。”上海發那科機器人有限公司(下稱上海發那科)一位員工向記者表示。
早在2012年,中國已就機器人產業開始國家級的戰略布局,可以說,正是這樣的政策催化,以及頻頻出現的“用工荒”,帶動了機器人市場此前三年的爆發性增長。如今“中國制造2025”概念的提出,尤其是智能制造和智能工廠的裝備需求,又為“進擊的機器人”們打了一針興奮劑。
政策“餡餅”
對于《中國制造2025》中提及的重點任務——“推進制造過程智能化”一項,東莞力生機械設備有限公司(下稱力生公司)董事長張高強可謂爛熟于心。文件中提出:“在重點領域試點建設智能工廠/數字化車間,加快人機智能交互、工業機器人……的應用,促進制造工藝的仿真優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制。”這被他視作公司未來的發展方向。
張高強介紹,力生公司已經在5月成立了一個培訓中心,主要就是對員工進行機器人應用的培訓;此外還計劃增設工程中心,針對視覺應用和控制系統進行自主研發。他甚至已經打算將公司名稱改為“廣東力生智能”。
這家成立于1996年的生產線供應企業,正由原本的機械設備行業,全面向智能制造業轉型。
像力生公司這樣“半路出家”的企業,在機器人行業比比皆是。東莞機器人技術協會會長蔣仕元向記者證實,他所知的絕大多數機器人相關企業,崛起于2014年東莞“機器換人”政策推出之后。
2014年1月,《工業和信息化部關于推進工業機器人產業發展的指導意見》(下稱《指導意見》)首次明確提出了“機器人密度(每萬名員工使用機器人臺數)達到100以上”的目標。2013年,中國機器人密度僅為30。
在用工密集的長三角、珠三角各地,針對“機器換人”項目的補貼政策紛紛出臺。
“從中央到地方鄉鎮,都有配套的政策支持。據我所知,購買國產的機器人,可以(從東莞市獲得)補助15%。鎮一級還有配套補貼,比如說拿到市里100萬元補貼,不同的鎮會拿出0.2、0.3、0.5,甚至是1∶1的配套補貼。”蔣仕元介紹,正是在這樣的政策驅使下,“有些企業為了讓自己‘高大上’,都是不惜血本。特別是對一些小的企業來說,有補貼當然最好”。
其他如廣東廣州、中山,浙江嘉興、杭州,江蘇昆山、宿遷等地,也先后推出了“機器換人”的持續政策。
“餡餅”不僅落在機器人應用企業頭上,不少企業瞄準了機器人的銷售和集成市場。
蔣仕元回憶,在2012年至2013年間,他供職某3C制造企業時,作為首先開始“機器換人”項目的企業之一,公司想要在國內找一家合適的機器人集成商還十分困難。
為了建成首個無人車間,公司耗資上億元,所有設備均由國外進口,“就連調試的工程師都是國外派過來的,光工資就不得了”。
情況僅在2014年一年間就發生了翻天覆地的變化。2015年1月,東莞市機器人技術協會副會長羅百輝參加某行業研討會時公開聲稱:中國從事機器人業務的企業,正在以每周兩家的速度不斷遞增。
價格硝煙
作為機器人產業研究者,羅百輝統計后認為:在4000多家機器人廠商中,至少75%以上是系統集成商——即自己不生產機器人,而是以購買機器人制造企業的本體,為客戶提供系統性的解決方案,行內俗稱“交鑰匙工程”。
在行業的疾速發展中,價格被急劇壓縮,現在國內一些企業的報價,幾乎只是原來外企的一半。這樣的價格戰對于應用企業來說求之不得。
蔣仕元在原3C企業時所設的無人化車間,要收回成本耗時十分漫長。對當時的他和同事們來說,投資這條生產線,很大程度上是為了爭取客戶,“比如說有些蘋果的訂單,你沒有高端設備,它就不給你做”。
在競爭充分的2014年,“通常把三年以內回本當作一個標準。但也要看什么樣的企業、生產什么樣的產品,有的可能幾個月就可以收回成本。比如一條線原本要十幾個工人,改造后可能就只需要兩個人,它的回報率就很明顯了”。
激烈的價格之爭中,甚至有企業提出了“不回避價格戰,主動發起價格戰”的口號,讓這個還算新興的行業,發展初始就已硝煙彌漫。
自2012年開始介入機器人系統集成的張高強坦言,力生公司在這一業務領域的利潤率僅有一成。
東莞機器人技術協會有200多家會員企業,其中至少200家都是系統集成商。作為協會會長,蔣仕元看到的更多。“跟原來的LED產業一樣,政府一號召,有市場,大家就一窩蜂上,很多跟自動化不相干的企業都轉做機器人。但現在已經可以看到有些沒有實力的企業搞不下去了。”
他分析,機器人系統集成,是一個對人力資源要求很高的產業,缺乏高端人才,導致不少企業無法承攬大型項目,甚至難以為繼。“我們估計在三年以內會有一次大洗牌。”
雖然一些中小型企業倍感壓力,但大型企業仍然保持著較高的利潤率。上海發那科雖為中日合資企業,公司的經營管理由中國人負責,系統研發和集成亦在中國進行,僅機器人本體購自日本母公司。2014年,這家企業是上海納稅百強之一。
中國最大的本土機器人企業沈陽新松機器人自動化股份有限公司,亦以系統集成業務為主要商業模式,其2014年工業機器人的業務營收將近4.77億元,毛利率達37.89%。
大型企業和中小型企業出現如此差異,既有系統集成能力的原因,也受其議價能力影響。“像我們這樣的企業,一年總購買量100臺左右,在‘四大家族’面前,基本是沒什么議價能力的。”張高強訴苦道。
所謂“四大家族”,是指機器人生產領域的傳統四強企業,包括德國庫卡、瑞士abb,以及日本的發那科和安川電機,這幾家企業占據了全球機器人行業一半市場,更是牢牢把握著中國市場。在2014年5.7萬臺的總銷量中,國內企業銷售的機器人總量不超過1.7萬臺,不足三成。
上海發那科總經理錢暉認為,除了性能真正對客戶選擇造成比較大影響的是故障率。
“大家都是在生產線上用,可能一條生產線用300臺-400臺機器人。現在發那科的機器人,可以做到125個月才出一次故障,已經很好了。但400臺機器串起來的生產線,算下來每月都會有四次故障。實際上無障礙運行能達到8年的企業是很少的。”但他補充稱,發那科機器人的故障率遠低于均值。
蔣仕元透露,“實際上大家都考慮過,應該用民族產品,但國貨的性能是跟四大家族的沒得比。
比如說無故障運行時間,國外可以達到10萬甚至15萬小時,國內某個知名品牌就只能做到5000小時。精密度也有差距,有的調試可以適應生產,但是過了幾個月甚至只有幾天就偏差很大了,性能不穩定。”
據中國機器人產業聯盟統計,中國市場對多關節機器人的需求為3.6萬臺,供應商仍以外資品牌為主。相比外資以生產線為單位動輒數百臺的大批量訂單,國產工業機器人的出貨單位,往往只有個位數。
唯一相對較有競爭優勢的領域,是較為低端的坐標型機器人。廣州數控設備有限公司(下稱廣州數控)總經理助理蔣米仁判斷,“國內做四軸以上機器人的不多,銷量最多在三四千臺左右。”
但這三四千臺的出貨量,已經挑動了“四大家族”的神經。曾苦于缺乏議價能力的張高強就發現,公司的幾大供應商無論是安川還是ABB和庫卡,都推出了不少降價措施,“有些幅度還比較大”。
一位國內機器人企業高管也證實,“有些國外的企業對中國有些比較熱銷的國產型號,比如說8KG六關節機器人還在逐步進行打壓,將同型號價格調低,或者在一些主推領域給一些優惠。”他坦承,外資巨頭的上述針對性措施,“對我們這些國內企業還是有一些壓力的”。
進擊2025
對“中國制造2025”來說,僅有智能制造遠遠不夠,無論是出自“工業強基”的要求,還是從業者對在市場中占據主導地位的需求,具有自主知識產權的國產品牌機器人,才是種種相關政策的重點發展對象。
《指導意見》提出,到2020年,要形成較為完善的工業機器人產業體系,培育3家-5家具有國際競爭力的龍頭企業和8個-10個配套產業集群,并將在高端市場的產品占有率目標定為45%。
一項針對汽車、機械加工、電子等主要機器人用戶的調查顯示,雖然銷量排名前十位的機器人品牌全部來自國外,但購買者最感興趣的十大機器人品牌中,廣州數控,沈陽新松、南京埃期頓等國內品牌均有一席之地,分別為第五位、第六位和第九位。
對此,蔣米仁表示,“有些企業主還是有民族產業精神的。”他透露,“(用戶)對我們國內的企業,一開始有些小故障不愿意用的情況存在,但是只要服務跟上,不要拖它的生產效率,他們還是愿意用。
畢竟中國的中小企業還是大多數,物美價廉是一方面,服務相對國外也比較及時,國外是覺得服務是一定要額外付費的,國內的很多企業也有買得起用不起的問題存在。”
這種與使用者保持密切接觸的做法,是蔣米仁眼中廣州數控的成功經驗。“不僅是產學研,應該是產學研用一體化。”由企業把終端用戶帶入整個研發生產體系,“時不時去跟蹤,反推產品存在的問題,才能更加貼近市場”。
2014年,廣州數控宣布攻克了減速器難關,自此“掌握了被國外壟斷的工業機器人本體制造的全套核心技術”。“現在我們被發改委、工信部認定是最有希望首批實現自有技術批量生產的企業。”
蔣米仁透露,廣州數控今年有望達到千臺出貨量,這也是機器人制造企業實現盈利的臨界點;未來的計劃則與《指導意見》十分相近——將市場占有量做到3萬臺,占據中國40%的工業機器人市場。
在接受記者采訪時,蔣仕元曾經提到,減速器和控制器應用不過關,是限制國產機器人質量水平的最大因素。
除了廣州數控這樣的整機生產企業,不少企業也正在專注于機器人關鍵零部件的研發。
以減速器為例,南通振康焊接電機有限公司(下稱南通振康)已在2014年實現機器人用減速器的批量生產,包括ABB、庫卡、發那科在內的一些大型外資廠商,以及國內企業埃夫特、埃期頓等,都已下單試用。
集成企業同樣開始向專業化方向發展。“機器人應用領域非常廣,焊接、噴涂、打磨的重力感應,應用性的關鍵技術,要融合到產品中還是要更完美一點。原來多數是自動化企業或數控企業轉型,但在設計和施工過程,特別是設計生產工序時,要跟工藝整合起來,除了自動化生產線的經驗,在各個應用領域比如化工、焊接、噴涂方面的經驗要求也很高。今后會發展出很多小精專的集成商。”蔣米仁指出。
對于原本就擅長物流分揀的力生公司來說,生產企業的包裝碼垛工序,特別是帶有視覺感應的智能化分揀包裝,以及遠程系統控制,正是他們未來計劃的主攻方向。
比如說視覺,產品的包裝可能有2公斤的、5公斤的等不同規格,帶有視覺感應的機器人只要一看,就可以知道用什么樣的規格進行包裝,不用再進行人工操作,這才叫智能化。
盡管視覺感應、遠程控制等在國外的工業制造企業中已經應用較為普遍,但受限于價格,在國內還并未普及。蔣仕元介紹稱,“最便宜的視覺裝置可能是3萬元,要求高需要精準抓取的話,就要好幾萬元了。”但他強調,要真正實現智能化生產,機器人要能夠適應更多規格的產品和更多的工種。
錢暉也重點向記者介紹了發那科的視覺感應,“目前全球最先進的我們叫三維視覺。打比方說,沒有視覺的上下料,要讓工人先一個個取出來,放到一個輸送線上面,機器人才可能放到機床上去。我們現在的三維視覺,可以有不同的物料都放在同一個料筐里面,機器人都可以自行抓取,甚至還可以自己判斷角度。”
除了視覺,在錢暉看來,要提升機器人控制器的能力,植入大量遠程應用程序,是機器人產業未來的另一大發展方向。“實現‘中國制造2025’也好,‘工業 4.0’也好,我們的智能化管理,就要由原本的車間級,延升至設備級甚至物料級。系統的智能化程度,決定了未來生產的智能化程度。”
外資企業最重視的這兩大發展方向,也正是國內企業大力發展的部分。“像我們也在做一些數字化的車間,通過傳感技術、工業以太網技術聯動起來,借助總控臺來指揮設備運動。此外,公司還在研制遠程故障診斷技術,實現設備遠程故障排除等功能。”蔣米仁說。