機(jī)器人技術(shù)

機(jī)器人企業(yè)應(yīng)是坐等"雙碳"政策倒逼,還是自我驅(qū)動轉(zhuǎn)型?

ainet.cn   2022年03月01日

前言
       “機(jī)器換人”這一降本增效手段將在2022持續(xù)加碼。


       進(jìn)入老齡化時代的中國,—個不斷強(qiáng)化的核心業(yè)待征就是年輕人越來越少。根據(jù)聯(lián)合國2019人□報告的數(shù)據(jù),中國20-64歲人口(承擔(dān)社會勞動的主力年齡段)在2015年達(dá)到頂點9.34億后,便進(jìn)入長期下降的態(tài)勢。而且在2030年之后下降速度加快,至2050年時僅為7.7億人,比2015年減少1.64億人。在制造業(yè)發(fā)達(dá)的大灣區(qū),無論大小工廠,勞動力短缺,"機(jī)器換人"已經(jīng)勢不可擋。
       當(dāng)前,新一輪的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革正加速演進(jìn)。得益于信息化、新材料、新技術(shù)等生產(chǎn)技術(shù)的縱深化躍進(jìn),加之其與工業(yè)機(jī)器人在制造、技術(shù)、交互中的深度融合,傳統(tǒng)資源配置及生產(chǎn)組織方式正不斷向智能制造模式發(fā)展演變。
       工業(yè)機(jī)器人引領(lǐng)生產(chǎn)效率的提高,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)同樣得到跨越式發(fā)展。至2022,中國工業(yè)機(jī)器人市場已連續(xù)8年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場。
       縱觀2021,中國工業(yè)機(jī)器人市場上半年整體保持高速增長,下半年雖增速放緩,但全年仍保持上升趨勢。


(MIR數(shù)據(jù)報告·工業(yè)機(jī)器人季度市場規(guī)模)

       2021工業(yè)機(jī)器人市場延續(xù)景氣度,需求旺盛。2020上半年,受疫情爆發(fā)影響,國內(nèi)制造行業(yè)陷入停工停產(chǎn),供給端接近停滯,需求端收縮嚴(yán)重。至復(fù)工復(fù)產(chǎn),下半年供給與需求開始回暖。加上當(dāng)時海外疫情開始嚴(yán)峻,海外訂單的回流與國內(nèi)因疫情壓抑的需求開始釋放,使工業(yè)機(jī)器人市場得到充分增長的機(jī)會。
       增長的勢頭延續(xù)至2021,國內(nèi)抗疫的良好成效推動多行業(yè)市場需求重回景氣;3C、鋰電、光伏、新能源行業(yè)的熱度持續(xù)上升,帶動相關(guān)需求陸續(xù)釋放;政策與資本動作的頻頻利好下,工業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)生熱度保持升溫;疫情期間諸如“減少接觸”、“保持距離”等疫情防控措施被延續(xù)使用,此等舉措側(cè)面鼓勵了生產(chǎn)制造向“機(jī)器換人”升級;多環(huán)節(jié)共同作用下,烘托出2021工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的火熱。
       2021年,面對疫情、缺芯危機(jī)、原材料短缺、供應(yīng)鏈承壓、供電緊張、運輸價格上漲等多重挑戰(zhàn),工業(yè)機(jī)器人市場仍然高速增長。展望2022,中國工業(yè)機(jī)器人市場將會呈現(xiàn)何種境況?

· 用戶對機(jī)器人接受程度提升,需求將持續(xù)增長
       經(jīng)過2020與2021應(yīng)對疫情的經(jīng)驗沉淀,疫情對工業(yè)生產(chǎn)的影響將逐漸消退,中國疫情的穩(wěn)定控制有效帶動市場需求加速釋放。經(jīng)過疫情的沖擊,未來下游終端的需求確定性進(jìn)一步加強(qiáng)。業(yè)內(nèi)能清楚認(rèn)知到的是,用戶對機(jī)器人產(chǎn)品無論是認(rèn)知程度還是接受程度,較以往都已有明顯提升。機(jī)器人市場銷售規(guī)模的上升,帶來了整體價格趨勢的下行,且有望打破以往“高價格低銷量”的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)標(biāo)簽,使優(yōu)質(zhì)性價比產(chǎn)品在工業(yè)機(jī)器人市場上更易占據(jù)市場份額。

· 下游行業(yè)景氣,機(jī)器人替換空間大
       由于我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)在高速發(fā)展,生產(chǎn)自動化有序進(jìn)行,2020-2023年中國工業(yè)機(jī)器人密度將以20%左右的復(fù)合增速增長,國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場空間巨大。
       隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)愈發(fā)成熟,作業(yè)更加精細(xì)化,工業(yè)機(jī)器人在食品、飲料等長尾行業(yè)中的包裝、挑揀、分配等工作的使用率將逐漸提高。工業(yè)應(yīng)用場景如新能源、鋰電、光伏、3C等市場需求旺盛。
       從機(jī)器人行業(yè)下游發(fā)展結(jié)合雙碳要求來看,2022年新能源汽車、3C電子行業(yè)景氣度將持續(xù)向好,鋰電、光伏等新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)也有較大成長空間。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人零部件企業(yè)及集成企業(yè)正在積極加大研發(fā)投入,針對需求較大的下游提供定制化服務(wù),國產(chǎn)替代進(jìn)程將持續(xù)推進(jìn)。
       目前下游行業(yè)生產(chǎn)制造流程中,機(jī)器可替代空間仍然可觀,“機(jī)器換人”這一降本增效手段將在2022持續(xù)加碼。


       盡管我國在工業(yè)機(jī)器人相關(guān)基礎(chǔ)零部件方面已擁有一定基礎(chǔ),但是無論從質(zhì)量、可靠性、產(chǎn)品系列,還是批量化供給方面都與國外產(chǎn)品有較大差距,特別是在高性能交流伺服電機(jī)和高精密減速器方面差距明顯?!拔覈壳白灾魃a(chǎn)的機(jī)器人核心關(guān)鍵零部件大量依靠進(jìn)口,因此出現(xiàn)性價比低、核心技術(shù)受制于人、競爭力差等問題,須高度重視工業(yè)機(jī)器人零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!?BR>       為補(bǔ)齊工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板,《規(guī)劃》提出,推動用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),提升機(jī)器人關(guān)鍵零部件的功能、性能和可靠性。其中,在“機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)提升行動”中,對機(jī)器人零部件提出具體目標(biāo):研發(fā)RV減速器和諧波減速器的先進(jìn)制造技術(shù)及工藝,提高減速器的精度保持性(壽命)、可靠性,降低噪音,實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn);優(yōu)化高性能伺服驅(qū)動控制、伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝等技術(shù),研制高精度、高功率密度的機(jī)器人專用伺服電機(jī)及高性能電機(jī)制動器等核心部件;研發(fā)具有高實時性、高可靠性、多處理器并行工作或多核處理器的控制器硬件系統(tǒng);突破多關(guān)節(jié)高精度運動解算、運動控制及智能運動規(guī)劃算法,提升控制系統(tǒng)的智能化水平及安全性、可靠性和易用性。

加快提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力
       技術(shù)積累不足,原創(chuàng)性研究、理論研究、系統(tǒng)設(shè)計能力欠缺也是制約我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的瓶頸。如何提升工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力?在宋曉剛看來,一方面要聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,突破機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù);另一方面要鼓勵骨干企業(yè)聯(lián)合開展機(jī)器人協(xié)同研發(fā),推動軟硬件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,提高新產(chǎn)品研發(fā)效率。
       “雖然國內(nèi)企業(yè)在機(jī)器人技術(shù)上與國外有明顯差距,但在實際應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)集成項目中,影響系統(tǒng)精度及可靠性的因素很多。這不僅由機(jī)器人本身所決定,還包括控制系統(tǒng)、附屬夾具、傳輸設(shè)備精度、視覺傳感器等因素?!蔽虹骷胃嬖V記者,鼓勵系統(tǒng)開發(fā)商和機(jī)器人企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展,利用系統(tǒng)集成領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢彌補(bǔ)國產(chǎn)機(jī)器人單體技術(shù)的不足,從而能夠使整體解決方案在市場上具備與國際巨頭企業(yè)競爭的能力。
       發(fā)揮機(jī)器人重點實驗室、工程(技術(shù))研究中心、創(chuàng)新中心等研發(fā)機(jī)構(gòu)的作用,加強(qiáng)前沿、共性技術(shù)研究,加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,構(gòu)建有效的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新鏈。同時,推進(jìn)人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)融合應(yīng)用,提高工業(yè)機(jī)器人智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平。

· 國家利好政策不斷推動工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)升級
       “雙碳”在2021年底入選2021年度十大流行語及2021年度十大新詞語,足見其熱度與重要性。雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)需要多行業(yè)共同協(xié)作、資源優(yōu)勢互補(bǔ)、提高能源效率、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),工業(yè)機(jī)器人在其中發(fā)揮著重要的角色。

       人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)器人智能化也在多維升級。
       據(jù)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長兼秘書長宋曉剛介紹,當(dāng)前國際領(lǐng)先的機(jī)器人技術(shù)呈現(xiàn)諸多新特點。
       比如,從單一感知向全域感知提升。六維力傳感器、激光雷達(dá)、三維視覺傳感器等機(jī)器人專用傳感器的大量應(yīng)用,讓機(jī)器人對周邊環(huán)境的感知更加全面。再有,從感知智能向認(rèn)知智能升級。例如基于深度學(xué)習(xí)系統(tǒng),能夠訓(xùn)練機(jī)器人適應(yīng)不同的運行環(huán)境,并實時作出應(yīng)變決策。此外,還有從單機(jī)智能向集群智能演進(jìn)、從圍欄操作向人機(jī)協(xié)作躍遷等特征。“波士頓動力公司的仿人機(jī)器人、機(jī)器狗匯聚在一起,可以演出一套協(xié)調(diào)優(yōu)美的舞蹈。發(fā)那科公司推出10公斤負(fù)載新型協(xié)作機(jī)器人,能與工人共享工作空間,針對小型部件的搬運、裝配等應(yīng)用需求,提供精準(zhǔn)、靈活、安全的人機(jī)協(xié)作方案?!彼螘詣偱e例稱。
       技術(shù)更迭日新月異,在這樣的背景下,國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人必須加緊提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。
       《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》部署的主要任務(wù)中,首要一項就是“提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力”。其中指出,要加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān),突破機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù),研發(fā)仿生感知與認(rèn)知、生機(jī)電融合等前沿技術(shù),推進(jìn)人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的融合應(yīng)用。建立健全創(chuàng)新體系,推動重點研發(fā)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)技術(shù)研究和成果轉(zhuǎn)化,鼓勵骨干企業(yè)協(xié)同推動軟硬件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,支持企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)中心建設(shè)。
       不同的企業(yè)在自主創(chuàng)新道路上正積極探索合適的路徑。

· 資本助力工業(yè)機(jī)器人行業(yè)駛向千億賽道
       2021年,工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域超20家企業(yè)在一年內(nèi)完成了2輪以上的融資,這里面超半數(shù)企業(yè)已進(jìn)入B輪及以上輪次。在資本的不斷熱捧下,2021年工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域出現(xiàn)了“融資熱”,結(jié)合十四五機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃中形容的這一“坡長雪厚”的賽道,向外界充分昭示這是一個值得投資的長期賽道,行業(yè)景氣將會持續(xù)到2022及未來幾年。

       對企業(yè)而言,各方的利好加持給了機(jī)器人行業(yè)持續(xù)向暖的信號,但行內(nèi)企業(yè)、機(jī)構(gòu)應(yīng)重點專注研發(fā),深耕行業(yè)應(yīng)用、注重創(chuàng)新發(fā)展。企業(yè)、品牌應(yīng)構(gòu)筑技術(shù)壁壘,打破外資品牌對中高端產(chǎn)品的封鎖,加速實現(xiàn)進(jìn)口替代。
       目前我國正處于制造業(yè)產(chǎn)能由低端向高端轉(zhuǎn)型的重要階段,隨著我國人口紅利逐漸消退以及工業(yè)機(jī)器人價格不斷下探,二者價格剪刀差已經(jīng)明顯縮小,機(jī)器換人將成為未來制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要趨勢。
       “機(jī)器換人”是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然要求。2022工業(yè)機(jī)器人市場雖充滿機(jī)遇,但挑戰(zhàn)也不可避免。原材料漲價、芯片及零部件缺貨的情況將持續(xù),在一定時間內(nèi)持續(xù)對機(jī)器人的生產(chǎn)及交付產(chǎn)生影響。世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇存在明顯不確定性、國內(nèi)部分制造業(yè)面臨外遷風(fēng)險,都將是中國機(jī)器人/國內(nèi)制造業(yè)向上發(fā)展需要面臨的挑戰(zhàn)。
       目前,基于行業(yè)現(xiàn)狀及“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的愿景,我們應(yīng)從絕對飽和的中低端產(chǎn)品市場競爭轉(zhuǎn)向具備更高優(yōu)勢的差異化競爭。提升產(chǎn)品質(zhì)量、性能與升級迭代能力,突破核心技術(shù),借助精準(zhǔn)差異化優(yōu)勢實現(xiàn)對外彎道超車。向行業(yè)展示工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢,向世界展示中國制造的價值。

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