我國工業機器人發展的機遇與挑戰

齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司 趙巍秋

國外工業機器人技術日趨成熟，目前已發展成為標準設備，被廣泛應用于工業領域。業內通常將工業機器人分為日系和歐系。日系的主要代表有安川、FANUC和川崎等公司；歐系主要有德國KUKA、瑞典ABB和意大利COMAU等公司。工業機器人國產化程度低的原因，除了品牌知名度不如國外企業以外，國內企業在主機成本和可靠性品質上也不如國外品牌。以平均無故障時間為例，國內產品平均在8000 h，而國外同類產品可達數萬小時。隨著工業機器人越來越廣泛地進入制造環節，在我國用工荒持續的情形下，工業機器人的使用將是對勞動力短缺的一種補充。

雖然我國工業機器人市場即將成為世界第一，但這個市場卻被外資品牌把持。從目前應用情況來看，汽車依然是工業機器人在國內最大的應用行業，比亞迪 、吉利、上海通用、上海大眾、廣州本田、長安福特及奇瑞等多個國內外領先汽車制造商的生產線上都已廣泛應用了工業機器人。隨著中國人口的遞減效應，人力成本的上升某種程度上開始超越機器成本，從而引發企業打破生產慣例改變成自動化生產。

熱捧市場的背后則反映出的是國內企業面臨的尷尬局面。2012年本土品牌機器人銷量僅1112臺，獨資及合資品牌銷量高達25790臺，市占率分別為4%和 96%。國內的秦川發展和電氣集團是機器人行業的先行者，但總體份額相對于外資企業來說還是微不足道的，這就需要廠家們用心深耕細作，才能打造出更好的產品，迎合市場需求。而我國雖然早在20世紀70年代開始涉足機器人技術研究，由于長期沒有大范圍應用，發展緩慢。這個事例說明，應用市場是促進一個國家新興產業發展的重要條件。

相比于國際上先進的工業機器人技術，中國的工業機器人及智能裝備產業與國際同行還有不小的差距。主要體現在多個方面。第一 ，高素質的專業技術人才嚴重短缺，自主創新能力嚴重不足，尤其是原始創新薄弱，還停留在借鑒、復制的階段；第二，智能化水平較低，工業機器人雖然能夠替代人擔負繁重的體力勞動，但是，工業機器人也需要智慧，開始向智能機器人轉化，真正實現“人機一體”化目標，需要在系統性、協調性等技術方面深入實施。目前，我們在工業機器人的自動化、智能化軟硬件方面還很薄弱，在傳感器及元器件、諧波減速器、伺服電機及信息處理技術等核心零部件方面還依賴進口。

具體到工業機器人的核心部件，包括機器人本體、減速器、伺服系統和控制系統4部分。其中，精密減速器一直是國際大品牌保持競爭優勢的有力武器之一，大品牌可以從其戰略合作伙伴優先拿到批量、質優、價低的減速器，因此減速器僅占據大品牌工業機器人單體成本約1/6。雖然近幾年國內工業機器人均價有下降趨勢，但國產工業機器人減速器占其制造成本的比例依然接近1/3，大幅高于國際品牌的占比。本土生產的工業機器人原材料成本構成中，減速機占據40%，伺服電機占據30%，控制器占據15%，其他占據15%。減速器是制約國內工業機器人技術發展最重要的因素。對比進口與國產工業機器人制造成本的價差，減速器是制約降低國產工業機器人成本的第一因素。因此機器人核心零部件國產化迫在眉睫。一旦核心零部件全部實現國產化，內資品牌即可在定價上拉開差距。若減速器、伺服電機和控制器等關鍵零部件國產化，假設平均降低30%的成本，則工業機器人單機制造成本可至少降低20%。核心部件的缺失是病根，事實上這是國內自動化產業的通病。

對于國內的企業來說，在減速器和伺服電機方面與國際巨頭相差巨大，尤其是在減速機方面，幾乎沒能產業化。當前市面上75%的精密減速機市場由日本廠商控制，價格偏高。如果這些核心部件能夠實現國產化，無論在成本控制或者實用技術方面，都能夠有很大的提高。

在這方面奇瑞公司已建成國內首條工業機器人批量裝配線，擁有年產能1000臺、年產銷200余臺的產業化規模。近年來年銷售收入以80%的速度遞增，實際市場裝機臺數位居全國自主品牌工業機器人之首，公司成功研發的六自由度系列化工業機器人產品已為奇瑞汽車、江淮汽車和美的制冷等多家企業成功應用。

同時，奇瑞焊裝線是國內首條具有自主知識產權的達到世界先進水平的智能化工業機器人焊裝自動化生產線，采用了國產工業機器人自動焊接，高速滾床+隨行夾具的形式輸送，OPENGATE的柔性主拼方式，可以實現3平臺、6種以上車型的白車身柔性化生產，打破了國外產品對我們的制約和壟斷。

機床整機企業對工業機器人領域也非常青睞，比如大連機床在傳感器融合技術的實用化、工作環境設計的優化和作業的柔性化，以及系統的網絡化和智能化等方面，這正是國內高端機床產品升級的方向和發展趨勢。齊二機床通過全方位合作及技術攻關，攻克了大型復合材料構件高效鋪帶機設計制造成套關鍵技術，完成了裝備研制和應用；突破了手工成形、效率和質量保障難度大的瓶頸；實現了筒形復合材料構件自動化高速成型。應用于航天裝備制造降低制造成本30%，提高生產效率4倍以上。齊二機床形成了具有自主知識產權的大型復合材料構件鋪帶機裝備的設計制造和應用技術，進一步提升了復合材料的制造水平，提高了生產效率和產品合格率，降低了制造成本。同時，通過技術引進，逐步提高機床的數控化水平。機床企業掌握了這些數控化技術，跨入工業機器人領域是一種必然，但是必須綜合權衡企業自身的技術、品牌、資金、市場等方面的優勢來定位開發適合于自身的工業機器人。

工業機器人的開發與應用不應局限于汽車裝配線領域，應將工業機器人技術延伸到與我們息息相關的各行各業，家電、照明、電力、汽車及制造設備等傳統產業轉型升級帶來的市場空間觸手可及。利用小微型元器件、電機控制、傳感器和無線技術等，為現有產品的小型化、綠色化、智能化和互聯化提供經濟便捷的解決方案，通過每個行業的量身打造，設計、創造出符合行業特點的工業機器人，推廣應用到實際生產生活當中，為我國工業機器人技術的應用與普及奠定基礎。

從目前的發展來看，工業機器人作為一個新興產業，發展之路還很長，但是市場空間巨大。面對光明的前景與產業化起步初期的薄弱基礎，我國工業機器人產業須建立產業政策、行業發展規劃及共性技術平臺等“頂層設計”，加快自主品牌發展步伐。而這其中，制定工業機器人專項規劃，加大技術研發力度，顯得尤為重要。雖然我國在某些關鍵技術上有所突破，但還缺乏整體核心技術的突破，這些因素已經開始嚴重影響國產工業機器人前進的步伐。

中國工業機器人產業的發展正處于關鍵的轉折點，需要政府加大扶持力度，再向前推進一步，中國的工業機器人產業將會跨上一個新的臺階，進入產業化、規?；l展階段。