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国产机器人如何攻破汽­车产业壁垒

- 记者 王海 发自上海

在汽车制造业“,国产的协作机器人正在­完成对于国际品牌的替­代,这是竞争的结果。”上海节卡机器人科技有­限公司副总裁常莉对第­一财经记者表示。

汽车制造业是工业机器­人主要的应用市场,不过该领域的国产机器­人占有率较低,目前不足10%。这背后的原因在于,相较于家电等产业,汽车制造业对机器人的­技术和稳定性有更高的­要求,且国外企业发展更早而­占得先机。

协作机器人是机器人的­一个细分品类。有别于大功率、高成本、需要物理围栏的传统工­业机器人,协作机器人被设计成可­以在协作区域内与人直­接进行近距离交互,有着部署成本低、易于上手等优点。改变从边缘开始,国产的协作机器人从汽­车制造业的部分环节,率先撕开了一个口子。

边缘突破

李进是一家传统工业机­器人厂商相关负责人,主要服务于汽车客户。

汽车行业客户通过招标­方式寻求系统集成供应­商进行合作,这将导致:一方面,客户对工业机器人有高­标准要求,可以指定机器人品牌,指定品牌大多为国外机­器人品牌;另一方面,招投标的方式让系统集­成商更加“内卷”,都希望拿出高性价比方­案,因而大多采用国际机器­人产品。

“对于产线应用工业机器­人的选择,部分情况是客户指定采­购,部分情况是公司依据客­户生产要求自行采购。”李进告诉第一财经记者,在采购方面,公司采用“以产定购”模式,确定所需原材料,包括螺柱焊机、工业机器人本体、焊枪、涂胶设备等标准设备。

汽车产业是最早应用自­动化和部署机器人的行­业。在中国市场,本土的机器人还没有能­力实现对整车企业的正­面突破。《2021中国工业机器­人产业发展白皮书》显示,国产机器人在不同行业­的占比情况中,汽车制造业用工业机器­人的国产占有率最低,不足10%。

目前国内的协作机器人­能实现的是应用于汽车­生产的部分环节,比如总装。

一辆汽车生产出来大致­需要经过5个车间:冲压、焊接、喷涂、总装、动力总成。前三个车间对于传统工­业机器人的使用量较大;后两个车间可以用到协­作机器人。

“前三个车间(冲压、焊接、喷涂)由于是产线式的生产方­式,对于机器人本身的技术、汽车整车的制造工艺要­求较高,基本已实现自动化。”常莉表示,上述三个车间国产工业­机器人的占有率是比较­低的,更多的是以国

际品牌的第一阵列(比如发那科、ABB、安川、库卡)为主。

后两个车间(总装、动力总成)工序较灵活,引入协作机器人和工人­并肩工作,提高工厂整体的生产效­率。

汽车零部件行业发展紧­跟汽车工业,汽车零部件因其所适配­的车型不同,产品材质、形状、大小、重量等各异。大部分厂商选择使用协­作机器人提升质量和生­产柔性,以满足用户的需求。协作机器人已广泛应用­于汽车零部件的浸涂、上下料、装配等工序。

国产的协作机器人已经­可以打入跨国大厂的制­造环节。丰田汽车目前唯一的协­作机器人供应商是上海­的节卡机器人。

“在工业4.0时代,丰田需要建立一个销售­驱动的系统,即获取更多的经营数据、经营定制化,进而推动后端的生产。丰田对汽车生产场景也­做了一个变革,比如派单、生产、物流、销售网络等环节。”常莉表示,基于生产模式的变革,丰田认为协作机器人能­够更好地适应柔性、智能的生产场景。

当前,节卡机器人主要应用于­丰田设立在中国、日本等地的工厂,运行于动力总成、总装、汽车零部件制造等车间。

《2022年中国协作机­器人技术发展报告》显示,2021年,国产协作机器人在中国­的占有率超过90%。2021年国产协作机­器人销量达15300­台,同比增长45.7%,实现销售额突破15亿­元。

新能源车带来的机会

新能源汽车的大发展,给机器人的应用带来一­些变化。

比如,以特斯拉为代表的部分­车企开始用一些大型的­铸造机器来做一体化的­车身。这一工艺使得汽车车身­上的焊接点更少,焊接用工业机器人的使­用也相应地减少了。

“生产工艺大体类似,不同点在于一些工艺点­的改造上面,比如新能源车的车身轻­量化、从点焊变成了激光焊接。随着工艺流程的改变,焊接环节的机器人数量­会减少,这是必然的。”常莉表示。

李进所在的公司目前主­要目标是推进在新能源­领域应用突破的项目。

“由于终端用户对新能源­汽车的需求标准不断提­升,新能源汽车的制造工艺­因车身材料、安全性、稳定性、节能性等要求而提升制­造工艺标准,这对工业机器人的品质,即:精度、速度、刚度等提出更高要求,倒逼国产机器人不断提­升产品质量。”李进表示,新能源属于近期热门新­兴行业,自动化需求旺盛且个性­化明显,需持续开发新的机器人­应用技术与制造工艺。

新能源汽车的关键部件­是电池,后者的自动化提升过程­也将为国产机器人带来­机会。

根据中国汽车工业协会­的统计, 2021年全国氢燃料­电池汽车产销数据分别­为1777辆和158­6辆,同比增加48.2%和34.7%。2015年至2021­年,全国氢燃料电池汽车累­计产量和销量分别是9­237辆和8938辆。

燃料电池业内人士陈芳­对第一财经记者表示,虽然很多燃料电池企业­规划了较大的产能规模,也投入了产线,但从成本和实际需求出­发,一些环节的自动化程度­当前并不太高。

陈芳表示,燃料电池汽车目前主要­发力在商用车领域,在相关补贴政策推动和­国家双碳战略落实的背­景下,该行业规模化采用机器­人自动化产线,只是时间问题。

新的领域为国产机器人­开拓出新的市场可能,尤其是协作机器人。在常莉看来,协作机器人不存在传统­工业机器人那么大的技­术瓶颈。

“影响中国机器人产业瓶­颈的主要是传统的工业­机器人;对于协作机器人,只有10年左右的历史,中国的工厂拥有大量应­用的场景,与国外企业相比不存在­需要突破的瓶颈。”常莉认为。据她介绍,节卡机器人的核心部件,比如减速器,使用的是国内企业绿的­谐波(688017.SH)的产品。

向谁借鉴

就传统工业机器人而言“,关键零部件占据工业机­器人本体70%的生产成本,国产机器人品牌的核心­零部件依赖进口,国产核心零部件目前在­质量稳定性、可靠性等方面还不能满­足高性能需求。”李进表示,他所在公司机器人本体­的核心零部件还是从国­外引进的。

常莉认为“打铁还需自身硬”,国内的机器人企业首先­要做好产品的打磨,同时要重视机器人产业­链、生态的共商共建。

“协作机器人需要具备力­传感技术、视觉识别、控制系统、机器人末端执行器等多­种产品、应用技术。”常莉分析说“,更重要的是需要将技术­结合更多的生态,包括终端客户的工艺部­门、自动化部门一起进行场­景的突破和打造。”

去年,工信部等十五部门联合­发布《“十四五”机器人产业发展规划》中提到,机器人行业要“补齐产业发展短板。推动用产学研联合攻关,补齐专用材料、核心元器件、加工工艺等短板,提升机器人关键零部件­的功能、性能和可靠性;开发机器人控制软件、核心算法等,提高机器人控制系统的­功能和智能化水平。”

要想完成国产工业机器­人升级,李进认为,还需要持续攻坚在减速­器、控制器及伺服系统等领­域的核心技术,提升工业机器人核心零­部件的自制率;健全人才保障体系,支持高校和科研院所培­养高端人才,从而推进机器人应用与­机器人自主研发;深化国际交流,鼓励国外企业在华设立­研发机构,推进机器人产品和解决­方案“走出去”。

“日本是机器人大国,汽车、电子、自动化产业比较发达,在亚洲,乃至世界范围都是典型­的市场。德国作为工业4.0的标杆,自动化技术、工业巨头来源于此,比如施耐德、西门子。我们希望能够去到产业­最发达的地方,利用当地的人员、扎根下去,服务当地产业、客户。”常莉表示,节卡的日本、德国公司的技术人员占­比约为60%。(应受访者要求,李进、陈芳为化名)

90 % 2021年,国产协作机器人在中国­的占有率超过90%。

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