改變從邊緣開始，國產(chǎn)的協(xié)作機器人從汽車制造業(yè)的部分環(huán)節(jié)，率先撕開了一個口子。2021年，國產(chǎn)協(xié)作機器人在中國的占有率超過90%以上。
在汽車制造業(yè)，“國產(chǎn)的協(xié)作機器人正在完成對于國際品牌的替代，這是競爭的結(jié)果。”上海節(jié)卡機器人科技有限公司副總裁常莉?qū)Φ谝回斀?jīng)記者表示。
汽車制造業(yè)是工業(yè)機器人主要的應(yīng)用市場，不過該領(lǐng)域的國產(chǎn)機器人占有率很低，目前不足10%。這背后的原因在于，相較于家電等產(chǎn)業(yè)，汽車制造業(yè)對機器人的技術(shù)和穩(wěn)定性有更高的要求，且國外企業(yè)發(fā)展更早而占得先機。
協(xié)作機器人是機器人的一個細分品類。有別于大功率、高成本、需要物理圍欄的傳統(tǒng)工業(yè)機器人，協(xié)作機器人被設(shè)計成可以在協(xié)作區(qū)域內(nèi)與人直接進行近距離交互，有著部署成本低、易于上手等優(yōu)點。改變從邊緣開始，國產(chǎn)的協(xié)作機器人從汽車制造業(yè)的部分環(huán)節(jié)，率先撕開了一個口子。
邊緣突破
李進是一家傳統(tǒng)工業(yè)機器人廠商相關(guān)負責(zé)人，主要服務(wù)于汽車客戶。
汽車行業(yè)客戶通過招標方式尋求系統(tǒng)集成供應(yīng)商進行合作，這將導(dǎo)致：一方面，客戶對工業(yè)機器人有高標準要求，可以指定機器人品牌，指定品牌大多為國外機器人品牌；另一方面，招投標的方式讓系統(tǒng)集成商更加“內(nèi)卷”，都希望拿出高性價比方案，因而大多采用國際機器人產(chǎn)品。
“對于產(chǎn)線應(yīng)用工業(yè)機器人的選擇，部分情況是客戶指定采購，部分情況是公司依據(jù)客戶生產(chǎn)要求自行采購。”李進告訴第一財經(jīng)記者，在采購方面，公司采用“以產(chǎn)定購”模式，確定所需原材料，包括螺柱焊機、工業(yè)機器人本體、焊槍、涂膠設(shè)備等標準設(shè)備。
汽車產(chǎn)業(yè)是最早應(yīng)用自動化和部署機器人的行業(yè)。在中國市場，本土的機器人還沒有能力實現(xiàn)對整車企業(yè)的正面突破。《2021中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，國產(chǎn)機器人在不同行業(yè)的占比情況中，汽車制造業(yè)用工業(yè)機器人的國產(chǎn)占有率最低，不足10%。
目前國內(nèi)的協(xié)作機器人能實現(xiàn)的是應(yīng)用于汽車生產(chǎn)的部分環(huán)節(jié)，比如總裝。
一輛汽車生產(chǎn)出來大致需要經(jīng)過5個車間：沖壓、焊接、噴涂、總裝、動力總成。前三個車間對于傳統(tǒng)工業(yè)機器人的使用量較大；后兩個車間可以用到協(xié)作機器人。
“前三個車間(沖壓、焊接、噴涂)由于是產(chǎn)線式的生產(chǎn)方式，對于機器人本身的技術(shù)、汽車整車的制造工藝要求較高，基本已實現(xiàn)自動化。”常莉表示，上述三個車間國產(chǎn)工業(yè)機器人的占有率是比較低的，更多的是以國際品牌的第一陣列(比如發(fā)那科、ABB、安川、庫卡)為主。
后兩個車間(總裝、動力總成)工序較靈活，引入?yún)f(xié)作機器人和工人并肩工作，提高工廠整體的生產(chǎn)效率。
汽車零部件行業(yè)發(fā)展緊跟汽車工業(yè)，汽車零部件因其所適配的車型不同，產(chǎn)品材質(zhì)、形狀、大小、重量等各異。大部分廠商選擇使用協(xié)作機器人提升質(zhì)量和生產(chǎn)柔性，以滿足用戶的需求。協(xié)作機器人已廣泛應(yīng)用于汽車零部件的浸涂、上下料、裝配等工序。
國產(chǎn)的協(xié)作機器人已經(jīng)可以打入跨國大廠的制造環(huán)節(jié)。豐田汽車目前唯一的協(xié)作機器人供應(yīng)商是上海的節(jié)卡機器人。
“在工業(yè)4.0時代，豐田需要建立一個銷售驅(qū)動的系統(tǒng)，即獲取更多的經(jīng)營數(shù)據(jù)、經(jīng)營定制化，進而推動后端的生產(chǎn)。豐田對汽車生產(chǎn)場景也做一個變革，比如派單、生產(chǎn)、物流、銷售網(wǎng)絡(luò)等環(huán)節(jié)。”常莉表示，基于生產(chǎn)模式的變革，豐田認為協(xié)作機器人能夠更好的適應(yīng)柔性、智能的生產(chǎn)場景。
當(dāng)前，節(jié)卡機器人主要應(yīng)用于豐田設(shè)立在中國、日本等地的工廠，運行于動力總成、總裝、汽車零部件制造等車間。
《2022年中國協(xié)作機器人技術(shù)發(fā)展報告》顯示，2021年，國產(chǎn)協(xié)作機器人在中國的占有率超過90%以上。2021年國產(chǎn)協(xié)作機器人銷量達15300臺，同比增長45.7%，實現(xiàn)銷售額突破15億元。
常莉表示，從供給端看，在協(xié)作機器人領(lǐng)域，中國的廠商要遠多于國外廠商，主要是行業(yè)發(fā)展的土壤在中國；從應(yīng)用端看，以豐田、本田、大眾為代表的大客戶每年的需求呈現(xiàn)倍速增長，在早期探索階段，他們也是使用國際的品牌，然而隨著行業(yè)的發(fā)展，對于產(chǎn)品的理解、需求不斷加深，公司的發(fā)展、效率的提升，產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)有著嚴苛的要求，面臨著成本的上漲，越來越多的客戶從原先的國際品牌(比如，優(yōu)傲)轉(zhuǎn)而選擇國產(chǎn)品牌。
新能源車帶來的機會
新能源汽車的大發(fā)展，給機器人的應(yīng)用帶來一些變化。
比如，以特斯拉為代表的部分車企開始用一些大型的鑄造機器來做一體化的車身。這一工藝使得汽車車身上的焊接點更少，焊接用工業(yè)機器人的使用也相應(yīng)的減少了。
“生產(chǎn)工藝大體類似，不同點在于一些工藝點的改造上面，比如新能源車的車身輕量化、從點焊變成了激光焊接。隨著工藝流程的改變，焊接環(huán)節(jié)的機器人數(shù)量會減少，這是必然的。”常莉表示。
李進所在的公司目前主要目標是推進在新能源領(lǐng)域應(yīng)用突破的項目。
“由于終端用戶對新能源汽車的需求標準不斷提升，新能源汽車的制造工藝因車身材料、安全性、穩(wěn)定性、節(jié)能性等要求而提升制造工藝標準，這對工業(yè)機器人的品質(zhì)，即：精度、速度、剛度等提出更高要求，倒逼國產(chǎn)機器人不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量。”李進表示，新能源屬于近期熱門新興行業(yè)，自動化需求旺盛且個性化明顯，需持續(xù)開發(fā)新的機器人應(yīng)用技術(shù)與制造工藝。
新能源車的關(guān)鍵部件是電池，后者的自動化提升過程也將為國產(chǎn)機器人帶來機會。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2021年全國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)分別為1777輛和1586輛，同比增加48.2%和34.7%。2015年至2021年，全國氫燃料電池汽車累計產(chǎn)量和銷量分別是9237輛和8938輛。
燃料電池業(yè)內(nèi)人士陳芳對第一財經(jīng)記者表示，國家非常重視氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的自主化水平提升，目前這些關(guān)鍵技術(shù)大部分已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，但為了不斷提升產(chǎn)品性能指標如穩(wěn)定性、耐久性，需要進行大量的測試，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，也需要根據(jù)實際情況不斷進行調(diào)整。雖然很多燃料電池企業(yè)規(guī)劃了較大的產(chǎn)能規(guī)模，也投入了產(chǎn)線，但從成本和實際需求出發(fā)，一些環(huán)節(jié)的自動化程度當(dāng)前并不太高。
陳芳表示，燃料電池汽車目前主要發(fā)力在商用車領(lǐng)域，在相關(guān)補貼政策推動和國家雙碳戰(zhàn)略落實的背景下，該行業(yè)規(guī)模化采用機器人自動化產(chǎn)線，只是時間問題。
新的領(lǐng)域為國產(chǎn)機器人開拓出新的市場可能，尤其是協(xié)作機器人。在常莉看來，協(xié)作機器人不存在傳統(tǒng)工業(yè)機器人那么大的技術(shù)瓶頸。
“影響中國機器人產(chǎn)業(yè)瓶頸的主要是在傳統(tǒng)的工業(yè)機器人；對于協(xié)作機器人，只有10年左右的歷史，中國的工廠擁有大量應(yīng)用的場景，與國外企業(yè)相比不存在需要突破的瓶頸。”常莉認為。據(jù)她介紹，節(jié)卡機器人的核心部件，比如減速器，使用的是國內(nèi)企業(yè)綠的諧波(688017.SH)的產(chǎn)品。
向誰借鑒
就傳統(tǒng)工業(yè)機器人而言，“關(guān)鍵零部件占據(jù)工業(yè)機器人本體70%的生產(chǎn)成本，國產(chǎn)機器人品牌的核心零部件依賴進口，國產(chǎn)核心零部件目前在質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性等方面還不能滿足高性能需求。”李進表示，他所在公司機器人本體的核心零部件還是從國外引進的。
常莉認為“打鐵還需自身硬”，國內(nèi)的機器人企業(yè)首先要做好產(chǎn)品的打磨，同時要重視機器人產(chǎn)業(yè)鏈、生態(tài)的共商共建。
“協(xié)作機器人需要具備力傳感技術(shù)、視覺識別、控制系統(tǒng)、機器人末端執(zhí)行器等多種產(chǎn)品、應(yīng)用技術(shù)。”常莉分析說：“更重要的是需要將技術(shù)結(jié)合更多的生態(tài)，包括終端客戶的工藝部門、自動化部門一起進行場景的突破和打造。”
去年，工信部等十五部門聯(lián)合發(fā)布了《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，《規(guī)劃》中提到，機器人行業(yè)要“補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。推動用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，補齊專用材料、核心元器件、加工工藝等短板，提升機器人關(guān)鍵零部件的功能、性能和可靠性；開發(fā)機器人控制軟件、核心算法等，提高機器人控制系統(tǒng)的功能和智能化水平。”
要想完成國產(chǎn)工業(yè)機器人升級，李進認為，還需要持續(xù)攻堅在減速器、控制器及伺服系統(tǒng)等領(lǐng)域的核心技術(shù)，提升工業(yè)機器人核心零部件的自制率；健全人才保障體系，支持高校和科研院所培養(yǎng)高端人才，從而推進機器人應(yīng)用與機器人自主研發(fā)；深化國際交流，鼓勵國外企業(yè)在華設(shè)立研發(fā)機構(gòu)，推進機器人產(chǎn)品和解決方案“走出去”。
德國和日本是傳統(tǒng)的制造業(yè)強國，兩國的機器人產(chǎn)業(yè)均有值得國內(nèi)企業(yè)借鑒的地方。
“日本是機器人大國，汽車、電子、自動化產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達，在亞洲，乃至世界范圍都是典型的市場。德國作為工業(yè)4.0的標桿，自動化技術(shù)、工業(yè)巨頭來源于此，比如施耐德、西門子。我們希望能夠去到產(chǎn)業(yè)最發(fā)達的地方，利用當(dāng)?shù)氐娜藛T、扎根下去，服務(wù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)、客戶。”常莉表示，節(jié)卡的日本、德國公司的技術(shù)人員占比約為60%。
機器人屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，節(jié)卡在日本、天津、上海分別設(shè)立研發(fā)中心，三者側(cè)重點各有不同。該公司位于日本的研發(fā)中心側(cè)重于技術(shù)，比如機器人本體上感知技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用；天津的研發(fā)中心聚集于客戶周圍，側(cè)重于工藝、應(yīng)用的研發(fā)；上海的研發(fā)中心側(cè)重于產(chǎn)品研發(fā)的落地。
近年來，協(xié)作機器人發(fā)展迅猛，行業(yè)已經(jīng)有低端重復(fù)性建設(shè)的苗頭。
“任何一個有前景的行業(yè)都會吸引很多資本、玩家進入，肯定會存在重復(fù)性建設(shè)的問題。檢驗一家公司產(chǎn)品好壞直接看其產(chǎn)銷量即可。國內(nèi)做協(xié)作機器人的廠商約為200家，產(chǎn)量達到1000臺以上的廠商就已經(jīng)很少了，可能不到10家。”常莉表示，協(xié)作機器人的優(yōu)勝劣汰已經(jīng)開始了。
(應(yīng)受訪者要求，李進、陳芳為化名)