机器人时代,我国机器人革命的首要任务

张超妮 原创 | 2020-03-07 20:25 | 收藏 | 投票

  一、“机器人时代”已然来临

  智能经济时代,机器人技术无疑已经成为当今社会最重要,且最有可能改变未来工业和经济格局的技术。世界主要发达国家及我国,早已将机器人提升到战略技术的高度给予大力支持。机器人、人工智能、量子信息、区块链、传感器、3D打印等发展如火如荼,尤其是机器人产业的发展,成为国际国内竞相抢占的“香饽饽”。“机器人时代”已然来临,围绕机器人产业的国际竞争更是风起云涌,美国、欧盟、日本等全球主要经济体纷纷将机器人产业上升至国家战略高度。

  二、我国跃升工业机器人大国

  据国际机器人联合会(IFR)数据,2005-2012年间,全球工业机器人的年均销售增长率为9%;而同期中国工业机器人的年均销售增长率达到25%。早在2013年,我国新增机器人达到3.7万台,一跃成为全世界当年增加工业机器人数量最多的国家。2014年,这一数字已上升到大约5.6万台,其中有1万多台是国产的。早在2012年底,中国就已经超越韩国成为仅次于日本的全球第二大机器人市场,占全球市场15%。2018年我国工业机器人产量达到14.8万台套,占全球产量比重超过38%,位居全球第一。

  三、人均拥有量低市场缺口大

  习近平总书记在2014年6月9日院士大会的讲话中指出:机器人革命有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国将成为全球最大的机器人市场。更重要的是,从人均机器人拥有量来看,我国还远远落后于世界平均水平。在中国,每万名工厂工人对应约30台机器人。德国的“机器人密度”是中国的10倍,日本则是中国的11倍。这给工业机器人的应用带来了刚性需求。

  图 :中国工业机器人市场驱动因素

  国际机器人联合会预测,“机器人革命”将创造数万亿美元的市场。国际普遍认为机器人“是制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。为了满足我国先进制造和战略新兴产业等工程领域对机器人产业化发展的重大需求,未来尽可能多地占领国内外市场,我国国产机器人技术水平和高端制造能力的提高势在必行。

  四、突破核心零部件制约成机器人产业发展首要任务

  机器人产业的上游是核心零部件,主要包括电机、伺服系统、驱动系统以及减速机和控制系统,相当于机器人的‘大脑’;中游是机器人本体,就是机器人的‘身体’;下游是系统集成商。中游产业的发展受制于上游核心零部件。机器人本体属于制造环节,可以说是属于产业价值链的最低端。

  目前,机器人产业包括减速机、控制器和电机伺服系统等在内的关键零部件的核心技术,主要掌握在ABB、KUKA等几家国际巨头手中,国产机器人的零部件基本依赖进口,机器人整机的成本很难降下来。国产机器人本体成本远高于国外同类产品,特别是减速机,国内企业购买减速机的价格是国外企业价格的将近5倍。在国内,沈阳新松、广州数控和安徽埃夫特等,主要在机器人本体生产上具有较强的实力。

  减速机是电机高速运转时需要用它将速度减成机器人适用的速度。一般一台机器人本体上一般有6个减速机。1到3轴基本全部从日本进口,4到6轴用的是我国自主研发的减速机。但我国的减速机目前还不成熟,还不能批量生产。目前,机器人上游利润价值最高,仅仅减速机占机器人成本的35%左右,电机、控制器部分占10%左右。

  国内机器人使用的减速机、伺服电机及驱动还是以国外供应为主,其中日本为最大的减速机出口国。而国内研制减速机的上市公司以及拟上市公司有秦川发展和华恒焊接,汇川技术、英威腾、科远股份、华中数控研制驱动器。在非上市公司中,广州数控和南京埃斯顿除了减速机没有批量生产,机器人的各个环节都有涉足。机器人本体生产商如上海机电、秦川发展、苏州绿新、南通振康等企业则采用合资或自主研发的方式,正积极进入精密减速机领域。

  工业机器人核心零部件国产配套率低

  以配套轴承为例,伴随工业机器人轻量化趋势日益明显,要求与其配套的轴承具有更加轻便的结构。由于轴承要在有限的安装空间里满足工业机器人主机对轴承承载能力、精度、刚度和摩擦力矩的性能要求,选用标准的通用轴承很难满足这种要求,所需的薄壁轴承追求外形极及尺寸,具有重量轻、体积小、精度高、寿命长等优良性能,能够很好地解决这一问题。但目前我国机器人配套轴承大部分依靠进口,少数厂家虽然生产制造工业机器人配套轴承,但批量小、品种规格少,零部件通用化程度低,供货周期长,成本高,而且质量不稳定,这些因素严重制约了国内工业机器人产业的正常发展。

  同时,目前机器人关节的核心零部件,如谐波传动的技术和制造水平比国外落后较多,还存在承载力低、刚性低、运动精度低、运动平稳性差、效率低、震动等、相关标准落后诸多问题,有待进一步解决。

个人简介
实战派管理咨询及经济研究专家,超100个咨询项目的项目经理工作经验,国家二级、三级心理咨询师,在国务院发展研究中心主管的《新经济导刊》等国家级经济类核心刊物发表专业论文多篇,国家高新区发展战略研究会2次优秀论文奖获…
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