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工业机器人是智能制造腾飞的基础

KYY (快易优) 2016/12/30 11:52:23

智能制造是中国制造2025的核心,工业机器人是智能制造腾飞的重要基础。

工业机器人产业链中,上游核心零部件的受限于进口严重限制了我国工业机器人的发展,突破核心零部件生产的本土企业具备大规模产业化基础,在竞争中具备优势。工业机器人的产业链上中下游分别为零部件、本体和集成,我国企业大多集中在集成端,承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作。这是由于核心零部件尤其是RV减速器的进口抬高了我国工业机器人的成本,严重制约了我国工业机器人产业的发展。工业机器人零部件亟需国产化突破,并且是规模化量产的突破,否则没有意义。国内具有机器人零部件研制、本体制造和系统集成能力的机器人企业才具备大规模产业化基础,能在接下来的竞争中占据优势。

谈智能制造,离不开工业机器人

1.1.中国制造2025,缔造“制造强国”战略

《中国制造 2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。为推进我国从制造大国向制造强国迈进,国务院组织编制并于2015年5月8日正式发布了《中国制造2025》,对我国制造业转型升级和跨越发展作了整体部署。《中国制造2025》提出通过“三步走”实现制造强国的战略目标:第一步,到 2025 年迈入制造强国行列;第二步,到 2035 年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步,到新中国成立一百年时,我制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。

1.2智能制造是中国制造2025的灵魂

1.2.1.“智能制造”愿景描述

智能制造是指在生产过程中,将智能装备通过通信技术有机连接起来,实现生产过程自动化;并通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据,通过工业以太网等通信手段,上传至工业服务器,在工业软件系统的管理下进行数据处理分析,并与企业资源管理软件相结合,提供最优化的生产方案或者定制化生产,最终实现智能化生产。

智能制造不是空穴来风,它与德国提出的“工业 4.0”方向趋同,是我国乃至世界制造业的发展方向。智能制造的提出远早于《中国制造2025》,最早是以“改造和提升制造业”的形式提出。

1.2.2. 智能制造是中国制造2025的核心

《中国制造2025》要推动的是智能化升级。自动化是我们所处的工业3.0版本,《中国制造2025》更强调的是推动信息化升级,达到智能化。在智能制造中,“端”——智能装备通过通信技术有机连接起来,实现生产过程自动化,通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据,通过“网”——工业以太网等通信手段,上传至“云”——工业服务器,在工业软件系统MES的管理下进行数据处理分析,并与企业资源管理软件ERP相结合,优化生产方案、实现定制化生产,形成“设计-开发-质量管理-服务”的闭环。

从《中国制造2025》重点突破领域可以看到智能制造的核心地位。制造业覆盖很广,必须坚持整体推进、重点突破。《中国制造2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求,选择 10 大优势和战略产业作为突破点,力争到 2025 年达到国际领先地位或国际先进水平。它们是:新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。我们对着十大领域的发展重点/应用示范工程,七大领域对智能制造有着明确相关要求。

1.3.智能制造,工业机器人领舞

1.3.1. 智能制造是从端到网的智能连接

根据我们对行业的实际访谈,得知:智能制造发展不是一蹴而就的,而是“自动信息化”、“互联化”到“智能化”层层递进、演变发展的。产业链涵盖智能装备、工业互联网、工业软件及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。

1.3.2. 工业机器人是智能制造的重要基础

智能装备和产品是智能制造的实现端,工业机器人是智能装备的重要基础。智能制造实际是信息技术与制造技术的融合发展,可以细分着力发展智能装备和智能产品、推进生产过程智能化和深化互联网在制造领域的应用三个方向。三个方向中,智能装备和产品是智能制造的实现端,智能装备和产品中,最为重要的体现则是工业机器人。机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势,是实现智能制造的基础,也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等应用需求,工业机器人将为智能制造中智能装备的普及代表。

机器代人热潮使工业机器产业得到快速发展。工业机器人诞生于上世纪40年代的实验室里,20多年后才在日本开始产业化。 21 世纪以来,随着劳动力成本的不断提高,技术的不断进步,各国陆续进行制造业的转型与升级,出现了机器人替代人的热潮,工业机器人自动化装备备得到了快速发展。据国际机器人工业联合会统计, 2014年全球工业机器人销量达到22.92万台,同比增长28.7%。2008年至2014 年,工业机器人期间复合增长率达到30.7%,正处在快速发展期。工业机器人已广泛应用于汽车、电子电气、金属和机械等领域,在机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势,是实现智能制造的基础,是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。

日本、德国的工业机器人水平全球领先,四大家族为全球主要的工业机器人供应商,这主要因为他们具备先发优势和技术沉淀。日本在工业机器人关键零部件(减速机、伺服电机等)的研发方面具备较强的技术壁垒。德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。从全球来看,日本和欧洲是工业机器人的主要产地,abb、发那科(fanuc)、库卡(kuka)和安川电机(YASKAWA)这四家企业是工业机器人的四大家族,成为全球主要的工业机器人供货商,2013 年四大家族工业机器人收入合计约为50 亿美元,占据全球约50%的市场份额。

从机器人保有密度上看,会。取每万人拥有的机器人数量为机器人保有密度指标,我国2014年为36台/万人,日本为314台/万人,德国为292台/万人,韩国为478台/万人,中国台湾为138台/万人,全球平均为66台/万人。我国的机器人保有密度不仅与先进工业国家有差距有十倍之多,与全球平均水平相比都有翻番空间,这种差距也间接的显示了未来工业机器人的需求空间。

从机器人的成本回收期看,会。根据国家统计局的数据,我国制造业城镇单位就业人员的年平均工资从2010年都 30916万元增长到2014年的51369万元,年均增速达到13%。根据中国产业信息网的资料,工业机器人的成本逐年递减4%。以165KG 的六轴机器人为例,其回收周期将由2010年4.96年下降到2016年1.22年。随着人力成本的上升、老龄化的加剧,我国数量庞大、低成本劳动力优势在逐渐丧失,基础性工作招人越来越难。工业机器人成本的下降,机器人的投资回收期还将进一步缩短,将有助于机器人逐步实现劳动力替代。

机器人换人的节奏仍然没有结束,随着人工成本进一步提升,机器人价格进一步下滑,机器人在下游应用的领域逐步拓宽,机器人需求仍然保持景气向上。


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