智能化工業(yè)裝備已經(jīng)成為全球制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，發(fā)達國家不一而同地將制造業(yè)升級作為“第三次工業(yè)革命”的首要任務(wù)。美國的“再工業(yè)化”風(fēng)潮、德國的“工業(yè)4.0”和“互聯(lián)工廠”戰(zhàn)略以及日韓等國制造業(yè)轉(zhuǎn)型都不是簡單的傳統(tǒng)制造業(yè)回歸，而是伴隨著生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)模式的創(chuàng)新以及新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
過去十多年，我國經(jīng)歷了以工程機械快速發(fā)展為標(biāo)志的粗獷式發(fā)展，而未來十年，我國將進入以智能化工業(yè)裝備快速發(fā)展為標(biāo)志的集約化發(fā)展與制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級階段。與工程機械發(fā)展初期相比較，在工業(yè)智能行業(yè)國外品牌將更加重視國內(nèi)企業(yè)，系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)將成為國內(nèi)企業(yè)的切入點。目前我國工業(yè)智能產(chǎn)業(yè)鏈正逐漸完善，企業(yè)發(fā)展模式逐漸清晰。隨著我國勞動力結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，具備感知、分析、推理、決策、控制功能的智能裝備將成為“第三次工業(yè)革命”主力。
發(fā)達國家“再工業(yè)化”風(fēng)潮興起
第一次工業(yè)革命是機械取代人力，第二次工業(yè)革命是自動取代手動，第三次工業(yè)革命將會是自動化升級為智能化。目前歐美日等發(fā)達國家工業(yè)已進入智能化時代。而工業(yè)自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。
2012年年末以來，美國等發(fā)達國家在制造業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)“再工業(yè)化”風(fēng)潮，被業(yè)內(nèi)稱為第三次工業(yè)革命的信號。
之前，美國等發(fā)達國家將本國制造業(yè)中的低端部分安置在發(fā)展中國家，俗稱代工業(yè)務(wù)，依靠成品的高額利潤，發(fā)達國家盡享財富金字塔的塔尖部分。
隨著發(fā)展中國家勞動力成本和管理成本不斷上升，2012年12月，蘋果公司CEO庫克宣布要把蘋果公司的部分生產(chǎn)線拿回到美國;另外，通用電器、克萊斯勒、惠普、耐克等著名品牌也相繼加入回流潮，紛紛把生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移回美國。這都源于美國制造業(yè)的新戰(zhàn)略——“再工業(yè)化”。
美國的再工業(yè)化，與第三次工業(yè)革命的遠景描述不謀而合。普遍認為，美國的再工業(yè)化，絕不是傳統(tǒng)意義上的制造業(yè)回歸，將催生一種新的生產(chǎn)方式，而帶有定制特征的智能設(shè)備被普遍應(yīng)用將成為一大趨勢。
在再工業(yè)化過程中，制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新交織在一起。制度創(chuàng)新由政府推動(其中還包括金融制度)，技術(shù)創(chuàng)新方面由新興產(chǎn)業(yè)推動。在新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，高端的制造業(yè)設(shè)備成為創(chuàng)新的首要任務(wù)。
2012年3月，奧巴馬提出投資10億美元，創(chuàng)建15個“美國國家制造業(yè)創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò)”計劃(NNMI)，以重振美國制造業(yè)競爭力。2013年1月，美國總統(tǒng)辦公室、國家科學(xué)技術(shù)委員會、國家先進制造業(yè)項目辦公室聯(lián)合發(fā)布《制造業(yè)創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃》。2012年8月以來，美國已經(jīng)成立了4家制造業(yè)創(chuàng)新中心，這些中心涉及的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)有望成為未來制造業(yè)的發(fā)展方向。
德國政府則提出“工業(yè)4.0”、“互聯(lián)工廠”高技術(shù)戰(zhàn)略。“工業(yè)4.0”最早是在2011年漢諾威博覽會上，由三位大學(xué)教授提出來的。制造業(yè)在德國的國民經(jīng)濟占26%，作為提升傳統(tǒng)制造業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展方向，112頁的實施建議由項目研究組在2012年10月提交給德國聯(lián)邦政府此項目牽頭的教育科研部、經(jīng)濟部和內(nèi)政部，現(xiàn)已撥款2億歐元(約16億元人民幣)作為第一步研發(fā)經(jīng)費。“互聯(lián)工廠”通過互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)將工廠與工廠內(nèi)外的事物和服務(wù)連接起來，構(gòu)建新的商業(yè)模式。
此外，日本潛心研究人工智能，解決勞動力斷層并支持未來的工業(yè)智能化。作為全球最早進入老齡化的國家，日本潛心研究的科技正是人工智能產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)用的領(lǐng)域就是工業(yè)化生產(chǎn)線。
日本工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機器人，而今已在發(fā)展第三、四類工業(yè)機器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本希望借助在該產(chǎn)業(yè)的高投入以解決勞動力斷層問題，降低高昂的勞動成本并支持未來的工業(yè)智能化。同時，政府對相關(guān)機器人制造企業(yè)實施了優(yōu)惠稅制、優(yōu)惠貸款、減稅等多項扶持政策。
國內(nèi)廠商核心技術(shù)有待突破
美德日等發(fā)達國家的工業(yè)革命信號給中國制造業(yè)敲響了警鐘。而中國經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、勞動力成本上升、勞動力供給下降和國家政策支持，正助推工業(yè)智能產(chǎn)業(yè)快速成長，帶有定制特性的智能裝備將推動中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型。
過去十年，受益于投資大時代和工程施工機械化，是我國工程機械行業(yè)大發(fā)展時代。未來十年甚至更長時間，我國將迎來新一輪人力替代，即工業(yè)智能化，工業(yè)智能裝備迎來春天。
根據(jù)IFR統(tǒng)計，2012年我國工業(yè)機器人裝機量達到2.7萬臺，同比增長19.5%，占世界工業(yè)機器人裝機量的14.8%，僅次于日本居全球第二。2012年工業(yè)機器人本體市場約48億元，加系統(tǒng)集成工業(yè)機器人市場容量約192億元。2012年國內(nèi)工業(yè)機器人存量已突破10萬臺，占世界存量的8%，僅次于日、美、德、韓。2009年之前，我國工業(yè)機器人年裝機容量不足一萬臺，并且?guī)缀跞縼碜試馄放?，行業(yè)處于導(dǎo)入期。2010年之后，我國工業(yè)機器人行業(yè)進入快速增長期。
但從全球機器人密度看，我國雖為制造業(yè)大國，平均每萬人保有的機器人量僅為21臺，低于全球平均水平55臺/萬人，并遠低于日韓等機器人市場成熟的國家，未來市場發(fā)展空間仍然十分巨大。我們預(yù)計2020年之前行業(yè)年均增速可達20%-30%，2020年工業(yè)機器人(包括系統(tǒng)集成)市場規(guī)模可達千億以上。
通過比較我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的智能化裝備與十年前工程機械發(fā)展初期具有很多共同之處，兩者都面臨著廣闊的發(fā)展空間，但也都具有相近的發(fā)展困難，機遇與挑戰(zhàn)并存。
工程機械主要用于基建、房地產(chǎn)投資等，都是充分競爭市場。工業(yè)機器人目前主要用于汽車、電子等行業(yè)，食品飲料、家電家居、金屬加工等行業(yè)，應(yīng)用正在逐漸增加。其下游行業(yè)中除軍工、石油石化等特種應(yīng)用外，也都為市場化采購。
目前國外機器人制造企業(yè)占據(jù)中國近90%的市場份額，發(fā)那科、安川、KUKA、ABB四家公司合計占據(jù)約65%的市場份額。我國工程機械市場發(fā)展初期也主要由卡特彼勒、小松等國際品牌占據(jù)，大約從2006年開始，三一重工、中聯(lián)重科等國內(nèi)品牌才逐漸崛起，成功實現(xiàn)進口替代。在工業(yè)機器人領(lǐng)域，導(dǎo)入期國外品牌占據(jù)絕對優(yōu)勢，快速成長期國內(nèi)品牌有望逐漸實現(xiàn)進口替代。
發(fā)展初期，工程機械的核心零部件液壓元器件、發(fā)動機、控制元器件和傳動系統(tǒng)等基本依賴進口;目前工業(yè)機器人的核心零部件控制器、驅(qū)動及伺服電機、減速機等也主要依賴進口。在工業(yè)機器人成本中，成本占比最高的為減速機，占33%-38%，驅(qū)動及伺服電機占20%-25%，控制器占10%-15%，機器人本體在總成本中占比只有20%左右。目前除了本體以外，我國工業(yè)機器人核心零部件還主要依賴進口。
在控制器、驅(qū)動器與伺服電機方面，本體廠商可選的國外供應(yīng)商較多，并且國內(nèi)產(chǎn)品與國外品牌差距也在逐漸縮小。在減速機領(lǐng)域，國際供應(yīng)商主要有納博特斯克和Harmonic兩家。在工業(yè)用機器人關(guān)節(jié)上的精密減速機上，納博特斯克Nabtesco產(chǎn)品的全球市場占有率達60%，特別在中/重負荷機器人上，其RV減速機市場占有率高達90%。Harmonic公司則以諧波減速機為主，在全球工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速機領(lǐng)域擁有15%左右市占率。由于市場集中度高，國內(nèi)本體廠商議價能力較弱，其減速機采購成本可達發(fā)那科、KUKA、安川、ABB等國際巨頭采購價格的3-5倍。
目前國內(nèi)機器人本體公司中只有廣州數(shù)控、南京埃斯頓、新松機器人等公司在進行控制系統(tǒng)、驅(qū)動和伺服電機等核心零部件自主研發(fā)。專業(yè)核心零部件供應(yīng)商中，固高是我國控制器領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)先的供應(yīng)商，匯川技術(shù)在驅(qū)動與伺服電機領(lǐng)域具有較強技術(shù)優(yōu)勢。國內(nèi)正在研發(fā)RV減速機的企業(yè)包括秦川發(fā)展、山東帥克、南通振康等，諧波減速機研發(fā)機構(gòu)與企業(yè)主要有北京諧波傳動所、蘇州綠的、中技克美等，目前中技克美對國內(nèi)部分整機廠家(如廣州數(shù)控)提供產(chǎn)品。
由于國內(nèi)公司起步晚，不掌握核心零部件技術(shù)，因此工程機械與工業(yè)機器人純粹依靠自主技術(shù)研發(fā)的公司都極少。少數(shù)國內(nèi)公司技術(shù)來源為科研院所技術(shù)合作或轉(zhuǎn)型，如新松機器人與博實股份，工程機械中中聯(lián)重科最初也是由研究院轉(zhuǎn)制成立。
近幾年國外品牌正加速布局中國市場，一方面給國內(nèi)品牌帶來了更大的競爭壓力，另一方面也為國內(nèi)培養(yǎng)了技術(shù)人才、供應(yīng)商體系等發(fā)展條件。近幾年內(nèi)“搶人”將是國內(nèi)企業(yè)技術(shù)引進的重要手段。
近幾年來，國家及各級政府不斷推出支持工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的政策，推動行業(yè)發(fā)展。例如上海、昆山、徐州、蕪湖等多地規(guī)劃了機器人產(chǎn)業(yè)園，推出政府引導(dǎo)資金、所得稅優(yōu)惠等多項產(chǎn)業(yè)扶持政策。2013年11月，浙江省提出在未來五年年均實施“機器換人”項目5000項、完成技術(shù)改造投入5000億元。
我國智能化裝備可能發(fā)展路徑
工程機械與智能化工業(yè)裝備分別適應(yīng)了我國不同發(fā)展階段對人工的替代需求，兩者在發(fā)展初期存在很多共同點與不同點，工程機械十年的黃金發(fā)展可以為目前智能化工業(yè)裝備的發(fā)展提供思路。
首先，與工程機械可以直接應(yīng)用不同，工業(yè)機器人必須進行生產(chǎn)線系統(tǒng)集成才能應(yīng)用，具有二次系統(tǒng)集成需求。
其次，國外龍頭品牌對待正在崛起的國內(nèi)品牌態(tài)度不同。工程機械國內(nèi)品牌發(fā)展初期，卡特彼勒、小松等國外品牌并未足夠重視，沒有采取有力措施遏制國內(nèi)品牌成長，給了國內(nèi)品牌成長機會。但目前來看，工業(yè)機器人市場的國外龍頭在國內(nèi)品牌崛起過程中，加速布局國內(nèi)產(chǎn)能，并不斷降低產(chǎn)品價格提升競爭力。以165Kg焊接機器人為例，國外品牌銷售價格已經(jīng)由2010年30萬元左右降至當(dāng)前22-24萬元。而由于國內(nèi)工業(yè)機器人的核心部件采購成本較高，若國外品牌持續(xù)降價，將使得國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的盈利能力長期受到壓制。
第三，工程機械為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而工業(yè)機器人多數(shù)為定制化產(chǎn)品。定制化產(chǎn)品較標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品更難以提升規(guī)模。
第四，客戶群體不同，銷售方式不同。工程機械以個人客戶為主，因此主要采用經(jīng)銷模式，而工業(yè)機器人主要針對企業(yè)用戶，因此規(guī)模較小的情況下主要以直銷為主，但機器人本體規(guī)模提升后也將需要建設(shè)經(jīng)銷渠道。系統(tǒng)集成商由于采用項目招投標(biāo)方式獲得訂單，因此必須自建銷售隊伍。
此外，目前銷售回款方式不同，工程機械銷售模式更加多樣化。工程機械銷售回款模式經(jīng)歷了全款-全款+分期付款-全款+分期付款+按揭-全款+分期付款+按揭+融資租賃的發(fā)展過程，目前工業(yè)機器人還主要以全款方式為主，系統(tǒng)集成的工程墊款也較少。
通過以上工程機械與工業(yè)智能裝備的比較，我們認為我國智能化裝備可能的發(fā)展路徑包括以下幾個方面。
系統(tǒng)集成為國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展提供了機會。由于不同下游行業(yè)之間的系統(tǒng)集成差異較大，國內(nèi)系統(tǒng)集成商通常在行業(yè)經(jīng)驗、客戶關(guān)系、個性化服務(wù)能力等方面優(yōu)于國外集成商。
機器人本體提升性價比是關(guān)鍵，短期內(nèi)政府扶持是機遇，長期依靠核心零部件突破。目前如果采用進口核心零部件，我國工業(yè)機器人成本高于國外品牌。以165Kg焊接機器人為例，國外龍頭生產(chǎn)成本約16-18萬元，向國內(nèi)銷售價格約22-24萬元。而如果采用進口核心零部件，國內(nèi)企業(yè)成本接近30萬元。并且國外品牌正在擴展國內(nèi)產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本與銷售價格，提升產(chǎn)品競爭力。
國產(chǎn)品牌成本高于國外品牌的主要原因為核心零部件受制于人，而我國機器人核心零部件薄弱一方面是由于基礎(chǔ)技術(shù)實力影響，另一方面也受國內(nèi)主機生產(chǎn)規(guī)模較小，市場需求不足以支撐核心零部件研發(fā)。最重要的是，與當(dāng)初工程機械核心零部件廠商面臨的問題一樣，本體企業(yè)為了保證設(shè)備的穩(wěn)定性，較低返修率，以及客戶定制化需求，不愿意試用國產(chǎn)零部件。因此在行業(yè)發(fā)展初期，國家政策扶持是打破本體與核心零部件循環(huán)困境的突破手段之一。但長期來看，國內(nèi)工業(yè)機器人本體的發(fā)展還有賴于核心零部件技術(shù)突破，降低生產(chǎn)成本提高性價比。
長期來看搶人、搶市場將貫穿始終。對機器人本體以及核心零部件企業(yè)，人才及技術(shù)引進將是提升產(chǎn)品技術(shù)水平的重要手段，因此國內(nèi)企業(yè)與國外龍頭之間、國內(nèi)企業(yè)之間的人才競爭將在未來多年伴隨行業(yè)的發(fā)展。而對于系統(tǒng)集成企業(yè)，市場及客戶渠道是重要競爭優(yōu)勢，快速搶占市場，在細分行業(yè)內(nèi)建立先發(fā)優(yōu)勢尤為重要。
更加靈活的銷售模式提升競爭力。隨著行業(yè)的發(fā)展，市場競爭加劇，分期付款、按揭銷售、融資租賃等銷售模式或?qū)⒃跈C器人本體市場逐漸出現(xiàn)，靈活的銷售模式，周到的客戶服務(wù)也將成為提升市場競爭力的重要手段。而系統(tǒng)集成商中BT、EPC等需要墊資較多的模式也將更具競爭力。
低端傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化改造市場空間巨大。隨著國外汽車等制造業(yè)進入中國市場，國外機器人企業(yè)在國內(nèi)市場中定位于規(guī)模化、高端化的市場為主，主要瞄準(zhǔn)完全競爭市場中的“高大上”行業(yè)進行配套。而中國存在著上萬億的低端制造業(yè)市場等待改造，特別是近幾年來，隨著招工難和人工成本逐年上升帶來的盈利持續(xù)下降，這些市場有極其迫切的需求進行自身改造，提升智能化率。如果國內(nèi)企業(yè)抓這類龐大經(jīng)濟型機器人市場，能快速完成規(guī)模積累。
從工業(yè)智能裝備海外發(fā)展經(jīng)驗來看，歐美及日本的發(fā)展模式各不相同。日本和歐洲都擁有完整的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈，不同之處在于日本工業(yè)機器人發(fā)展初期具有明確的專業(yè)分工，集群化效應(yīng)構(gòu)成了完整的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈，而歐洲公司則更傾向于全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展，單一公司即可完成一攬子交鑰匙工程。與歐洲及日本不同，美國在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈中主要集中于系統(tǒng)集成領(lǐng)域，機器人本體主要從日本及歐洲進口。
目前我國工業(yè)機器人正處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)鏈正逐步完善，全產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局與上下游分工合作集群化發(fā)展兩種模式在并行發(fā)展。我們認為，工業(yè)智能的發(fā)展是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)，未來必將快速發(fā)展。對工業(yè)機器人市場，短期內(nèi)系統(tǒng)集成市場是國內(nèi)公司的主要突破點，長期來看，國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展有賴于核心技術(shù)突破以提高性價比。
（轉(zhuǎn)載）
