機器人製造差距
要評價(jia) 一個(ge) 國家製造業(ye) 水平,工業(ye) 機器人本身的製造水平即能說明要義(yi) 。
1959年,美國人製造出第一台工業(ye) 機器人。50年後,日係產(chan) 品和歐係產(chan) 品占據了國際工業(ye) 機器人半壁江山。日係中主要有安川(YASKAWA)、發那科(FANUC)、不二越(NACHZ)等企業(ye) ,歐係則以德國庫卡(KUKA)、瑞士ABB為(wei) 代表。發那科和ABB等數家外企在中國工業(ye) 機器人市場占了90%的份額。
客戶大多看重工業(ye) 機器人的可靠性,即運行中的故障發生率低,並容易維護。這就涉及機器人製造水平問題。中國也有數家機器人製造企業(ye) ,如沈陽新鬆、廣州數控、安徽埃夫特等,但本土品牌機器人在精度、速度等方麵不如進口的同類產(chan) 品,其產(chan) 業(ye) 化程度也較小,且關(guan) 鍵部件還依賴於(yu) 進口。
賽迪智庫裝備工業(ye) 研究所所長左世全於(yu) 2012年10月發表的《我國工業(ye) 機器人發展戰略思考》一文指出,“這關(guan) 鍵部件主要是伺服電機及減速器,而這兩(liang) 部分就占到機器人成本的一半左右。”究其原因是,中國精密製造業(ye) 的曆史欠賬太多。
一般而言,大品牌的機器人製造商大都係汽車製造等應用起家,都有多年研發累積。尤其是核心零部件的製造,非短期能研製出。奇瑞汽車股份有限公司旗下的安徽埃夫特智能裝備有限公司(下稱埃夫特)正是采取進口關(guan) 鍵零部件進行集成機器人整機的做法。
埃夫特機器人事業(ye) 部總工程師遊瑋告訴記者,機器人中傳(chuan) 遞動力的減速機,包括發那科、ABB、庫卡以及埃夫特均采購自日本的帝人精機公司。減速機中的永磁體(ti) 所需稀土大多來自中國。
可見,即便是該領域的巨頭,也是在一個(ge) 技術共享平台上才能持續推進。機器人的減速機和電機對軸承、齒輪精度要求非常高,而這些部件的加工精度與(yu) 數控機床等設備的精度密切相關(guan) ,在數控機床領域,中國尚處於(yu) 技術追趕階段。
關(guan) 鍵零部件的價(jia) 格也製約了國產(chan) 機器人。由於(yu) ABB、發那科等企業(ye) 很早即開始與(yu) 帝人精機等合作,加上采購量每個(ge) 月即可達上千套,這就決(jue) 定了其采購價(jia) 格遠低於(yu) 埃夫特這樣的中國本土企業(ye) 。遊瑋舉(ju) 例說,假如一台減速機市場價(jia) 1萬(wan) 元,發那科等公司以4500元即可購得。
2012年11月7日,工信部裝備司副司長王衛明在中國工業(ye) 機器人高峰論壇上表示,工業(ye) 機器人將作為(wei) 重點支持領域,對於(yu) 機器人領域的驅動器、電機、減速器三方麵核心關(guan) 鍵部件的開發,工信部正在與(yu) 財政部協調考慮相關(guan) 支持政策。
無論國產(chan) 機器人水平如何,工業(ye) 機器人時代已近在眼前。在富士康總裁郭台銘2011年宣布,三年內(nei) 生產(chan) 100萬(wan) 台機器人以替代人工之際,這個(ge) 趨勢尤為(wei) 明顯。
如此背景下,埃夫特製造整機也並非價(jia) 值不大。遊瑋介紹,購買(mai) 關(guan) 鍵部件來組裝整機可降低成本,也可避免進口機器人的維護和備件成本較高問題。一個(ge) 更重要的考量是,機器人自動化成為(wei) 趨勢,如果把機器人作為(wei) 一個(ge) 行業(ye) 來做,將來可以做大,成為(wei) 新的增長點。
#p#分頁標題#e#集成滲透
機器人僅(jin) 是工具,生產(chan) 線自動化的實質在於(yu) 數字自動化深入到生產(chan) 線的每一個(ge) 細節。
其實,機器人本身並不賺錢,原因是競爭(zheng) 很充分,其采購體(ti) 係都很透明,減速機和電機均購自幾家固定供應商。其主要利潤增長點是在外圍係統,如夾具、輸送設備和物流設備等。
“有時候一條線投資中機器人可能隻占到10%,其餘(yu) 大部分是外圍設備成本。因為(wei) 這些配套係統須針對具體(ti) 企業(ye) 的生產(chan) 線進行特定設計,報價(jia) 就高。”遊瑋說。
在國內(nei) 汽車廠家所用的點焊機器人係統,一套價(jia) 格在60萬(wan) -120萬(wan) 元之間。這套係統組成除了機器人,還需要點焊控製係統、焊機、焊槍、夾具等。即需根據自動化程度對其尺寸、控製方式(原有人工控製改為(wei) 自動控製)等有所調整,還需適應企業(ye) 的特殊需求。比如飼料行業(ye) 碼垛機器人,在國外多是兩(liang) 個(ge) 機器人分列兩(liang) 旁操作同一個(ge) 流水線,國內(nei) 一家飼料企業(ye) 由於(yu) 車間麵積小,產(chan) 量不高,對速度也沒有更高要求,但希望機器能節省空間,這就需要開發一個(ge) 快而緊湊型的機器人。
因此,自動化的關(guan) 鍵點不在於(yu) 機器人本身,而是機器人的運動和生產(chan) 過程控製的有機結合,按照ABB離散自動化與(yu) 運動控製業(ye) 務部北亞(ya) 區及中國負責人顧純元的說法,機器人僅(jin) 僅(jin) 速度快是不夠的,因為(wei) 生產(chan) 效率最後看的是整體(ti) 效率,而非局部。
由於(yu) 機器人應用行業(ye) 五花八門,即便是ABB集團這樣領先的機器人製造商自身也難以覆蓋所有行業(ye) 的係統集成。機器人合作夥(huo) 伴因而產(chan) 生,又稱為(wei) 機器人價(jia) 值提供商。他們(men) 從(cong) ABB集團采購機器人(即機),根據客戶的需要,比如搬磚,焊接等,然後基於(yu) 機進行所需的係統設計、製造與(yu) 調試,最終將符合具體(ti) 生產(chan) 線工藝要求的機器人交付給客戶。
流水線上的機器人需要具體(ti) 行業(ye) 、企業(ye) 針對性地做係統配套。可見,“機器人供應商的創新並非僅(jin) 僅(jin) 製造高精度、高可靠性的機器人,而是參照市場趨勢針對具體(ti) 企業(ye) 的生產(chan) 線提供最優(you) 的解決(jue) 方案。”ABB(中國)有限公司副總裁、ABB機器人業(ye) 務單元中國區負責人李剛稱。
挑戰與(yu) 機遇
機器人將像家電在生活中普及一般,滲入製造業(ye) 的各個(ge) 角落。
東(dong) 風車身廠的肖同新稱,上世紀90年代初引進機器人之際,隻能以美元采購,全部資料為(wei) 英文,“神秘,高科技”,如今,“操作並沒有那麽(me) 複雜,跟電視機似的”,他說。
此外,以前出現故障後需人工代替操作機器人,待廠家服務人員到現場才能排除故障,現在技術人員和操作工人已操作自如,出現故障能自己分析並及時排除。
上海日立已著手進行裝配機器人係統的調試。這台調試的機器人有四個(ge) 手爪和一個(ge) 風動螺絲(si) 槍,運動速度達2.5米每秒,精度達0.1毫米,可進行組合變化進行多功能抓取,其抓取工作有26道工序。這意味著,該公司將不再單一進行搬運的人工替代,而是要將生產(chan) 線的自動化更加精細。
新一代工業(ye) 機器人將向智能化、模塊化和係統化方向發展,同時,視覺傳(chuan) 感器和力傳(chuan) 感器的采用,以及網絡通訊功能將使得機器人更加智能精確。#p#分頁標題#e#
汽車行業(ye) 工業(ye) 機器人的發展以柔性化更高為(wei) 趨勢。汽車自動化生產(chan) 線除了生產(chan) 節拍從(cong) 每小時生產(chan) 15台增至60台,更重要的一點是其生產(chan) 柔性化的改觀。也就是,同一條生產(chan) 線可生產(chan) 不同車型,而且是實時切換。
這是因為(wei) 汽車製造商常常同時推出多個(ge) 車型,但產(chan) 品在市場上反映到底怎麽(me) 樣誰都不知道,這就要求汽車生產(chan) 企業(ye) 不僅(jin) 提高生產(chan) 節拍,生產(chan) 線還可隨時調整。目前汽車的機器人生產(chan) 線可實現,同樣的工作崗位同時生產(chan) 六個(ge) 車型。
然而,中國部分具備實力的汽車企業(ye) 出於(yu) 員工就業(ye) 的顧慮,並未大規模拓展機器人作業(ye) 線。東(dong) 風汽車公司始建於(yu) 1969年,如今有員工13萬(wan) 多人。其中東(dong) 風車身廠主產(chan) 卡車的車身(駕駛室),不少為(wei) 老員工,平均年齡達47歲。這給企業(ye) 改造生產(chan) 線造成較大壓力,其盡可能多留一些勞動強度不高的崗位給工人。
出於(yu) 就業(ye) 考慮而貽誤工業(ye) 機器人發展先機,已有前車之鑒。作為(wei) 工業(ye) 機器人的發家地,美國在上世紀60年代至70年代並沒有把工業(ye) 機器人列入重點發展項目。政府擔心發展機器人會(hui) 造成更多人失業(ye) ,因此不予投資。而日本則由於(yu) 勞動力顯著不足,機器人大受歡迎,以至發展到今天,日本占據了工業(ye) 機器人的霸主地位。
全球工業(ye) 機器人在2011年底的存量在115萬(wan) 到140萬(wan) 台之間。2011年,韓國工業(ye) 機器人的密度居世界首位,為(wei) 每萬(wan) 名員工347台,日本機器人密度也達到了339台,中國則為(wei) 10台。
數字化製造降低勞動力成本影響,可能加速削弱中國在這方麵的優(you) 勢。有數據顯示,2010年,中國考慮勞動生產(chan) 率差異並修正後的勞動力成本約為(wei) 美國的30%,至2015年,這個(ge) 數字將變為(wei) 45%。
斯坦福大學亞(ya) 瑟與(yu) 托尼倫(lun) 貝羅克公司治理研究中心研究員維維·克瓦德瓦(Vivek·Wadhwa)多次在《外交政策》和《經濟學人》論述第三次工業(ye) 革命對製造業(ye) 的影響。他甚至預言,技術進步將使中國的製造業(ye) 像過去20年裏美國製造業(ye) 那樣迅速衰落。
他在接受《財經》記者采訪時表示,就像互聯網和平板電腦一樣,人類無法預測五年後的機器人發展程度。在大規模使用機器人後,美國可以在本地生產(chan) 類似價(jia) 格的產(chan) 品,若如此,中國的勞動力優(you) 勢將不再,也不再有必要將原料從(cong) 世界各地運往中國,製造和組裝完成後運到美國。
美國已看到了機會(hui) 。蘋果公司和福特公司等多家美企決(jue) 定部分生產(chan) 回遷美國,中國製造業(ye) 將受到多大程度的影響已引起廣泛討論,其中不少聲音稱,這對中國製造業(ye) 近期而言挑戰大於(yu) 機遇。中國社科院工業(ye) 經濟研究所副所長黃群慧表示,發達工業(ye) 國家通過發展工業(ye) 機器人、高端數控機床、柔性製造係統等現代裝備製造業(ye) 控製新的產(chan) 業(ye) 製高點,同時亦以此提高傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 的生產(chan) 效率。這將導致製造業(ye) 重心再次向發達國家偏移。
不過,國務院發展研究中心產(chan) 業(ye) 經濟研究部部長馮(feng) 飛分析認為(wei) ,機器人使用是市場自然選擇的過程。從(cong) 中國勞動力供給看,製造業(ye) 的普通工人還是短缺。當機器人大規模使用後,可以解決(jue) 高等教育人才就業(ye) 問題以及普工的短缺問題。
國際上,能源成本不斷上漲,節能減排同樣要求提高生產(chan) 效率。新的環保法規和能源效率是北美工業(ye) 當前和未來的挑戰,這將驅動其加快工業(ye) 機器人的投入。
在中國,勞動力和土地成本年年提升,也是製造業(ye) 提高效率的驅動力,在同樣的土地、廠房條件下,使用機器人作業(ye) 將讓生產(chan) 效率翻番。#p#分頁標題#e#
國際機器人聯合會(hui) 秘書(shu) 長古德龍·利岑貝格爾(Gudrun Litzenberger)告訴《財經》記者,中國很快將成為(wei) 世界最大的機器人需求市場,但若要達到如德國或日本的機器人密度,未來數年還需100萬(wan) 台新裝機器人。
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